DE102016124154A1 - A method and arrangement for molding components having an internal passage formed therein - Google Patents

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Timothy Michael Moricca
Stephen Francis Rutkowski
Stanley Frank Simpson
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Abstract

Geschaffen ist ein Verfahren (1500) zum Formen einer Komponente (80) die einen darin gebildeten internen Durchgang (82) aufweist. Das Verfahren umfasst ein Positionieren (1502) eines ummantelten Kerns (310) in Bezug auf eine Gussform (300). Der ummantelte Kern weist eine hohle Struktur (320), die zumindest teilweise durch einen Additiv-Herstellungsprozess ausgebildet ist, und einen inneren Kern (324) auf, der innerhalb der hohlen Struktur angeordnet ist. Das Verfahren umfasst ferner ein Einbringen (1504) eines Komponentenmaterials (78) in einem geschmolzenen Zustand in einen Hohlraum (304) der Gussform und ein Kühlen (1506) des Komponentenmaterials in dem Hohlraum, um die Komponente zu formen. Der innere Kern wird positioniert, um den internen Durchgang in der Komponente zu definieren.What is provided is a method (1500) of forming a component (80) having an internal passageway (82) formed therein. The method includes positioning (1502) a sheathed core (310) with respect to a mold (300). The sheathed core has a hollow structure (320) formed at least partially by an additive manufacturing process and an inner core (324) disposed within the hollow structure. The method further includes introducing (1504) a component material (78) in a molten state into a cavity (304) of the mold and cooling (1506) the component material in the cavity to form the component. The inner core is positioned to define the internal passageway in the component.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Das Gebiet der Beschreibung betrifft allgemein Komponenten, die einen darin gebildeten internen Durchgang aufweisen, und spezieller ein Ausbilden derartiger interner Durchgänge mittels Kernen, die wenigstens ein großes Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser, eine im Wesentlichen nicht linearen Form und/oder einen komplexen Querschnittsumfang definieren. The field of description relates generally to components having an internal passageway formed therein, and more particularly to forming such internal passageways by cores defining at least a large ratio of length to diameter, substantially non-linear shape, and / or complex cross-sectional perimeter ,

Einige Komponenten erfordern eine Ausbildung eines internen Durchgangs in ihrem Inneren, beispielsweise, um eine gezielte Funktion durchzuführen. Beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, sind einige Komponenten, z.B. Heißgaspfadkomponenten von Gasturbinen, hohen Temperaturen ausgesetzt. Zumindest sind bei einigen derartigen Komponenten interne Durchgänge darin ausgebildet, um einen Strom von einem Kühlfluid aufzunehmen, so dass die Komponenten den hohen Temperaturen besser standhalten können. In einem weiteren Beispiel, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, sind einige Komponenten an einer Berührungsstelle mit einem anderen Bauteil einer Reibung ausgesetzt. Zumindest sind bei einigen derartigen Komponenten interne Durchgänge darin ausgebildet, um einen Strom eines Schmiermittels aufzunehmen, um eine Verringerung der Reibung durchzuführen. Some components require formation of an internal passage in their interior, for example, to perform a targeted function. For example, but not limited to, some components, e.g. Hot gas path components of gas turbines exposed to high temperatures. At least in some such components, internal passages are formed therein to receive a flow of cooling fluid so that the components can better withstand the high temperatures. In another example, but not limiting, some components are subject to friction at a point of contact with another component. At least in some such components, internal passages are formed therein to receive a flow of lubricant to effect a reduction in friction.

Zumindest einige bekannte Komponenten, die einen darin gebildeten internen Durchgang aufweisen, werden in einer Gussform gebildet, wobei sich ein aus einem Keramikmaterial hergestellter Kern innerhalb des Gussformhohlraums an einer Stelle erstreckt, die für den internen Durchgang ausgewählt ist. Nachdem in den Gussformhohlraum um den Keramikkern eine schmelzflüssige Metalllegierung eingebracht und gekühlt ist, um die Komponente zu bilden, wird der Keramikkern, z.B. durch chemische Auslaugen, entfernt, um den internen Durchgang zu bilden. Allerdings sind wenigstens einige bekannte Keramikkerne bruchempfindlich, mit der Folge, dass die Herstellung der Kerne kostspielig, und ihre Handhabung ohne Beschädigung schwierig ist. Lediglich als ein nicht als beschränkend zu bewertendes Beispiel steigt mit der Zunahme eines Verhältnisses von Länge zu Durchmesser (L/d) des Keramikkerns auch die Gefahr, dass der Kerns während der Handhabung und/oder Verwendung bei der Herstellung eines Bauteils Risse bekommt oder bricht. At least some known components having an internal passage formed therein are formed in a mold, with a core made of a ceramic material extending within the mold cavity at a location selected for internal passage. After a molten metal alloy is introduced into the mold cavity around the ceramic core and cooled to form the component, the ceramic core, e.g. by chemical leaching, removed to form the internal passageway. However, at least some known ceramic cores are fragile, with the result that the manufacture of the cores is costly and difficult to handle without damage. By way of non-limiting example, as the ratio of length to diameter (L / d) of the ceramic core increases, so does the risk that the core will crack or break during handling and / or use in the manufacture of a component.

Das Risiko des Reißens oder Brechens wenigstens eines Teils derartiger Keramikkerne steigt noch weiter mit einer Nichtlinearität der Keramikkerne. Beispielsweise lässt sich ein im Wesentlichen linearer Keramikkern mit einer Richtung der Schwerkraft so ausrichten, dass der Kern sein Eigengewicht in einer säulenartigen Verdichtung stützt. Wenn hingegen ein im Wesentlichen nichtlinearer Kern im Inneren eines Gussformhohlraums schwebend gehalten wird, unterwirft das Gewicht des Kerns wenigstens einen Abschnitt des Keramikkerns einer Spannung, was die Gefahr eines Reißens oder Brechens des Keramikkerns weiter steigert. Zusätzlich oder alternativ sind zumindest einige derartige Kerne selbst durch Gießen des Keramikmaterials in eine Kerngussform erzeugt, und die Herstellung zumindest mancher im Wesentlichen nichtlinearer Keramikkerne ist schwierig, aufgrund eines Problems der Bereitstellung geeigneter Zugebenen und Konstruktionswinkel für ein Lösen des nichtlinearen Keramikkerns aus der Kerngussform. Somit ist eine Nutzung solcher bekannter Keramikkerne zur Bildung interner Durchgänge, die eine wesentliche Nichtlinearität aufweisen, insbesondere, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, mit einer Zunahme des L/d-Verhältnisses des Durchlasskanals beschränkt. The risk of cracking or breaking at least part of such ceramic cores increases even further with non-linearity of the ceramic cores. For example, a substantially linear ceramic core with a direction of gravity can be oriented so that the core supports its own weight in a columnar compression. In contrast, when a substantially nonlinear core is kept floating within a mold cavity, the weight of the core subjects a portion of the ceramic core to stress, further increasing the risk of cracking or breaking of the ceramic core. Additionally or alternatively, at least some of such cores are themselves produced by casting the ceramic material into a core casting mold, and the fabrication of at least some substantially nonlinear ceramic cores is difficult because of a problem of providing suitable additions and design angles for disengaging the non-linear ceramic core from the core casting mold. Thus, use of such known ceramic cores to form internal passageways having substantial nonlinearity, particularly, but not limited to, is limited with an increase in the L / d ratio of the passageway.

Zusätzlich steigt das Risiko eines Reißens oder Brechens wenigstens eines Teils derartige Keramikkerne mit einer Steigerung der Kompliziertheit eines Querschnitts des Keramikkerns. Lediglich als ein nicht als beschränkend zu bewertendes Beispiel führt ein nicht glatter Querschnittsumfang Spannungskonzentrationen in den Keramikkern ein, die das Risiko einer örtlichen Rissbildung erhöhen. Während eine Leistung der Wärmeübertragung eines internen Kühlkanals daher beispielsweise durch einen Querschnitt verbessert werden könnte, der einen benetzten Umfang des Durchgangs für eine vorgegebene Querschnittsfläche erhöht, wird ein Einsatz solcher bekannter keramischer Kerne zum Bilden eines derartigen Querschnitts, insbesondere, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, daher mit einer Zunahme des L/d-Verhältnisse des Durchlasskanals begrenzt. In addition, the risk of cracking or breaking at least a part of such ceramic cores increases with an increase in the complexity of a cross section of the ceramic core. By way of non-limiting example, a non-smooth cross-sectional dimension introduces stress concentrations into the ceramic core that increase the risk of localized cracking. Thus, while a heat transfer performance of an internal cooling duct could be improved, for example, by a cross-section that increases a wetted perimeter of the passage for a given cross-sectional area, use of such known ceramic cores to form such a cross-section will be particularly, but not limited to , therefore limited with an increase in the L / d ratios of the passageway.

Alternativ oder zusätzlich werden wenigstens einige bekannte Komponenten, die einen darin gebildeten internen Durchgang aufweisen, anfänglich ohne den internen Durchgang ausgebildet, und der interne Durchgang wird in einem nachfolgenden Prozess ausgebildet. Beispielsweise werden wenigstens einige bekannte interne Durchgänge ausgebildet, indem der Durchgang, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, mittels eines elektrochemischen Bohrverfahrens in die Komponente gebohrt wird. Allerdings sind zumindest einige solcher Verfahren verhältnismäßig zeitraubend und kostspielig. Außerdem sind zumindest manche solche Verfahren nicht in der Lage, eine Nichtlinearität und/oder einen Querschnittsumfang eines internen Durchgangs hervorbringen, der für Entwürfe gewisser Komponenten erforderlich ist, insbesondere, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, mit einer Zunahme des L/d-Verhältnisses des Durchlasskanals.Alternatively or additionally, at least some known components having an internal passage formed therein are initially formed without the internal passage, and the internal passage is formed in a subsequent process. For example, at least some known internal passageways are formed by drilling the passage, for example, but without limitation, into the component by means of an electrochemical drilling process. However, at least some such methods are relatively time consuming and costly. Besides, they are at least some such methods fail to produce a non-linearity and / or cross-sectional extent of internal passage required for designs of certain components, particularly, but not limited to, with an increase in the L / d ratio of the port channel.

KURZDARSTELLUNGSUMMARY

In einem Aspekt ist ein Verfahren zum Formen einer Komponente geschaffen, die einen darin gebildeten internen Durchgang aufweist. Das Verfahren umfasst ein Positionieren eines ummantelten Kerns in Bezug auf eine Gussform. Der ummantelte Kern weist eine hohle Struktur, die zumindest teilweise durch einen Additiv-Herstellungsprozess ausgebildet ist, und einen inneren Kern auf, der innerhalb der hohlen Struktur angeordnet ist. Das Verfahren umfasst ferner ein Einbringen eines Komponentenmaterials in einem geschmolzenen Zustand in einen Hohlraum der Gussform und ein Kühlen des Komponentenmaterials in dem Hohlraum, um die Komponente zu formen. Der innere Kern bildet den internen Durchgang in der Komponente. In one aspect, there is provided a method of forming a component having an internal passage formed therein. The method includes positioning a sheathed core with respect to a casting mold. The sheathed core has a hollow structure formed at least partially by an additive manufacturing process and an inner core disposed within the hollow structure. The method further includes introducing a component material in a molten state into a cavity of the mold and cooling the component material in the cavity to form the component. The inner core forms the internal passage in the component.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Positionieren des ummantelten Kerns ein Positionieren des ummantelten Kerns beinhaltet, der die hohle Struktur aufweist, die unter Verwendung wenigstens eines unmittelbaren Metalllaserschmelz(DMLM)-Verfahrens, eines unmittelbaren Metalllasersinter(Direct Metal Laser Sintering, DMLS)-Verfahrens und/oder eines selektiven Lasersinter(Selective Laser Sintering, SLS)-Verfahren ausgebildet ist. In any embodiment of the method, it may be advantageous that the positioning of the sheathed core involves positioning the sheathed core having the hollow structure formed using at least one direct metal laser melt (DMLM) method of direct metal laser sintering (Direct Metal Laser) Sintering, DMLS) method and / or a selective laser sintering (Selective Laser Sintering, SLS) method is formed.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Positionieren des ummantelten Kerns ein Positionieren des ummantelten Kerns beinhaltet, der die hohle Struktur aufweist, die aus einem ersten Material ausgebildet ist, das zumindest teilweise durch wenigstens eine Nickelbasissuperlegierung, eine kobaltbasierte Superlegierung, eine eisenbasierte Legierung, eine titanbasierte Legierung und/oder eine platinbasierte Superlegierung absorbierbar ist. In any embodiment of the method, it may be advantageous that the positioning of the sheathed core includes positioning the sheathed core having the hollow structure formed of a first material at least partially defined by at least one nickel-base superalloy, a cobalt-based superalloy, an iron-based alloy, a titanium-based alloy and / or a platinum-based superalloy is absorbable.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Positionieren des ummantelten Kerns ein Positionieren des ummantelten Kerns beinhaltet, der den inneren Kern aufweist, der aus wenigstens einem Siliziumoxid, Aluminiumoxid und/oder Mullit geformt ist. In any embodiment of the method, it may be advantageous that the positioning of the sheathed core includes positioning the sheathed core having the inner core formed of at least one of silica, alumina, and / or mullite.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Positionieren des ummantelten Kerns ein Positionieren des ummantelten Kerns beinhaltet, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser von wenigstens etwa 25 definiert. In any embodiment of the method, it may be advantageous that the positioning of the sheathed core includes positioning the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to a diameter of at least about 25.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Positionieren des ummantelten Kerns ein Positionieren des ummantelten Kerns beinhaltet, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser von wenigstens etwa 60 definiert. In any embodiment of the method, it may be advantageous that the positioning of the sheathed core includes positioning the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to a diameter of at least about 60.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Positionieren des ummantelten Kerns ein Positionieren des ummantelten Kerns beinhaltet, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser von wenigstens etwa 70 definiert. In any embodiment of the method, it may be advantageous that the positioning of the sheathed core includes positioning the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to a diameter of at least about 70.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Positionieren des ummantelten Kerns ein Positionieren des ummantelten Kerns beinhaltet, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser von wenigstens etwa 80 definiert. In any embodiment of the method, it may be advantageous that the positioning of the sheathed core includes positioning the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to a diameter of at least about 80.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Positionieren des ummantelten Kerns ein Positionieren des ummantelten Kerns beinhaltet, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 1,2 definiert. In any embodiment of the method, it may be advantageous that the positioning of the sheathed core includes positioning the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to an end separation distance of at least about 1.2.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Positionieren des ummantelten Kerns ein Positionieren des ummantelten Kerns beinhaltet, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 3 definiert. In any embodiment of the method, it may be advantageous that the positioning of the sheathed core includes positioning the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to an end separation distance of at least about 3.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Positionieren des ummantelten Kerns ein Positionieren des ummantelten Kerns beinhaltet, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 6 definiert. In any embodiment of the method, it may be advantageous that the positioning of the sheathed core includes positioning the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to an end separation distance of at least about 6.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Positionieren des ummantelten Kerns ein Positionieren des ummantelten Kerns beinhaltet, der wenigstens einen Abschnitt des inneren Kerns aufweist, der einen Querschnitt definiert, wobei der Querschnitt ein Verhältnis eines Umfangs im Quadrat zu einer Fläche von wenigstens etwa 40 definiert.In any embodiment of the method, it may be advantageous that the positioning of the sheathed core includes positioning the sheathed core that includes at least a portion of the inner core defining a cross section, the cross section defining a ratio of a perimeter squared to an area of at least about 40.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Positionieren des ummantelten Kerns ein Positionieren des ummantelten Kerns beinhaltet, der wenigstens einen Abschnitt des inneren Kerns aufweist, der einen Querschnitt definiert, wobei der Querschnitt ein Verhältnis eines Umfangs im Quadrat zu einer Fläche von wenigstens etwa 80 definiert. In any embodiment of the method, it may be advantageous that the positioning of the sheathed core includes positioning the sheathed core having at least a portion of the inner core defining a cross section, the cross section being a ratio of a perimeter squared to a surface defined by at least about 80.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Positionieren des ummantelten Kerns ein Positionieren des ummantelten Kerns beinhaltet, der die hohle Struktur aufweist, die mehrere im Wesentlichen lineare Segmente definiert, die in Reihe verbunden sind. In any embodiment of the method, it may be advantageous that the positioning of the sheathed core includes positioning the sheathed core having the hollow structure defining a plurality of substantially linear segments connected in series.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Positionieren des ummantelten Kerns ein Positionieren des ummantelten Kerns beinhaltet, der die hohle Struktur aufweist, die mehrere im Wesentlichen lineare Segmente definiert, die mit mehreren gekrümmten Segmenten in Reihe verbunden sind. In any embodiment of the method, it may be advantageous that the positioning of the sheathed core includes positioning the sheathed core having the hollow structure defining a plurality of substantially linear segments connected in series with a plurality of arcuate segments.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform des Verfahrens kann es vorteilhaft sein, dass das Positionieren des ummantelten Kerns ein Positionieren des ummantelten Kerns beinhaltet, der wenigstens einen Abschnitt der hohlen Struktur aufweist, die eine im Wesentlichen spiralförmige Gestalt definiert. In any embodiment of the method, it may be advantageous that the positioning of the sheathed core includes positioning the sheathed core having at least a portion of the hollow structure defining a substantially helical shape.

In einem weiteren Aspekt ist eine Gussformanordnung zur Verwendung bei dem Formen einer Komponente geschaffen, die einen darin gebildeten internen Durchgang aufweist. Die Gussformanordnung enthält eine Gussform, die darin einen Gussformhohlraum definiert, und einen ummantelten Kern, der mit Bezug auf die Gussform positioniert ist. Der ummantelte Kern weist eine hohle Struktur auf, die zumindest teilweise durch einen Additiv-Herstellungsprozess ausgebildet ist. Der ummantelte Kern enthält ferner einen inneren Kern, der innerhalb der hohlen Struktur angeordnet ist, und der positioniert ist, um den internen Durchgang in der Komponente zu bilden, wenn ein Komponentenmaterial in einem geschmolzenen Zustand in den Hohlraum eingebracht und gekühlt wird, um die Komponente zu formen. In another aspect, there is provided a mold assembly for use in molding a component having an internal passage formed therein. The mold assembly includes a mold defining therein a mold cavity and a sheathed core positioned with respect to the mold. The sheathed core has a hollow structure that is at least partially formed by an additive manufacturing process. The sheathed core further includes an inner core disposed within the hollow structure and positioned to form the internal passageway in the component when a component material in a molten state is introduced into the cavity and cooled about the component to shape.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Gussformanordnung kann es vorteilhaft sein, dass die hohle Struktur aus einem ersten Material geformt ist, das zumindest teilweise durch wenigstens eine Nickelbasissuperlegierung, eine kobaltbasierte Superlegierung, eine eisenbasierte Legierung, eine titanbasierte Legierung und/oder eine platinbasierte Superlegierung absorbierbar ist. In any embodiment of the mold assembly, it may be advantageous for the hollow structure to be formed of a first material that is at least partially absorbable by at least one nickel-base superalloy, a cobalt-based superalloy, an iron-based alloy, a titanium-based alloy, and / or a platinum-based superalloy.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Gussformanordnung kann es vorteilhaft sein, dass der innere Kern wenigstens aus Siliziumoxid, Aluminiumoxid und/oder Mullit geformt ist. In any embodiment of the mold assembly, it may be advantageous for the inner core to be formed of at least one of silica, alumina and mullite.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Gussformanordnung kann es vorteilhaft sein, dass der innere Kern ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser von wenigstens etwa 25 definiert. In any embodiment of the mold assembly, it may be advantageous for the inner core to define a ratio of length to diameter of at least about 25.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Gussformanordnung kann es vorteilhaft sein, dass der innere Kern ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser von wenigstens etwa 60 definiert. In any embodiment of the mold assembly, it may be advantageous for the inner core to define a ratio of length to diameter of at least about 60.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Gussformanordnung kann es vorteilhaft sein, dass der innere Kern ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser von wenigstens etwa 70 definiert. In any embodiment of the mold assembly, it may be advantageous for the inner core to define a ratio of length to diameter of at least about 70.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Gussformanordnung kann es vorteilhaft sein, dass der innere Kern ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser von wenigstens etwa 80 definiert. In any embodiment of the mold assembly, it may be advantageous for the inner core to define a ratio of length to diameter of at least about 80.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Gussformanordnung kann es vorteilhaft sein, dass der innere Kern ein Verhältnis einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 1,2 definiert. In any embodiment of the mold assembly, it may be advantageous for the inner core to define a ratio of a length to an end separation distance of at least about 1.2.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Gussformanordnung kann es vorteilhaft sein, dass der innere Kern ein Verhältnis einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 3 definiert. In any embodiment of the mold assembly, it may be advantageous for the inner core to define a ratio of a length to an end separation distance of at least about 3.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Gussformanordnung kann es vorteilhaft sein, dass der innere Kern ein Verhältnis einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 6 definiert. In any embodiment of the mold assembly, it may be advantageous for the inner core to define a ratio of a length to an end separation distance of at least about 6.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Gussformanordnung kann es vorteilhaft sein, dass wenigstens ein Abschnitt des inneren Kerns einen Querschnitt definiert, wobei der Querschnitt ein Verhältnis eines Umfangs im Quadrat zu einer Fläche von wenigstens etwa 40 definiert. In any embodiment of the mold assembly, it may be advantageous for at least a portion of the inner core to define a cross-section, the cross-section defining a ratio of a perimeter squared to an area of at least about 40.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Gussformanordnung kann es vorteilhaft sein, dass wenigstens ein Abschnitt des inneren Kerns einen Querschnitt definiert, wobei der Querschnitt ein Verhältnis eines Umfangs im Quadrat zu einer Fläche von wenigstens etwa 80 definiert. In any embodiment of the mold assembly, it may be advantageous for at least a portion of the inner core to define a cross-section, the cross-section defining a ratio of a perimeter squared to an area of at least about 80.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Gussformanordnung kann es vorteilhaft sein, dass die hohle Struktur mehrere im Wesentlichen lineare Segmente definiert, die in Reihe verbunden sind. In any embodiment of the mold assembly, it may be advantageous for the hollow structure to define a plurality of substantially linear segments connected in series.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Gussformanordnung kann es vorteilhaft sein, dass die hohle Struktur mehrere im Wesentlichen lineare Segmente definiert, die mit mehreren gekrümmten Segmenten in Reihe verbunden sind. In any embodiment of the mold assembly, it may be advantageous for the hollow structure to define a plurality of substantially linear segments connected in series with a plurality of curved segments.

Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Gussformanordnung kann es vorteilhaft sein, dass wenigstens ein Abschnitt der hohlen Struktur eine im Wesentlichen spiralförmig Form definiert. In any embodiment of the mold assembly, it may be advantageous for at least a portion of the hollow structure to define a substantially spiral shape.

ZEICHNUNGENDRAWINGS

1 zeigt ein Blockschaltbild einer exemplarischen rotierenden Maschine; 1 shows a block diagram of an exemplary rotating machine;

2 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht eine beispielhafte Komponente zur Verwendung in der in 1 gezeigten rotierenden Maschine; 2 shows in a schematic perspective view of an exemplary component for use in the in 1 shown rotating machine;

3 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht eine beispielhafte Gussformanordnung zum Herstellen der in 2 gezeigten Komponente, wobei die Gussformanordnung einen ummantelten Kern aufweist, der in Bezug auf eine Gussform positioniert ist; 3 shows in a schematic perspective view of an exemplary mold assembly for producing the in 2 wherein the mold assembly has a sheathed core positioned with respect to a mold;

4 veranschaulicht schematisch längs der in 3 gezeigten Schnittlinie 4-4 einen Querschnitt eines beispielhaften ummantelten Kerns zur Verwendung in der in 3 gezeigten Gussformanordnung; 4 illustrated schematically along the in 3 4-4 show a cross-section of an exemplary jacketed core for use in the present invention 3 shown mold assembly;

5 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen Abschnitt einer weiteren beispielhaften Komponente zur Verwendung in der in 1 gezeigten rotierenden Maschine, wobei die Komponente einen internen Durchgang aufweist; 5 shows in a schematic perspective view a portion of another exemplary component for use in the in 1 shown rotating machine, wherein the component has an internal passage;

6 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen Abschnitt eines weiteren beispielhaften ummantelten Kerns zur Verwendung in der in 3 gezeigten Gussformanordnung, um die Komponente zu formen, die, wie in 5 gezeigt, Merkmale des inneren Kanals aufweist; 6 shows in a schematic perspective view a portion of another exemplary sheathed core for use in the present invention 3 shown mold assembly to form the component, as shown in 5 having features of the inner channel;

7 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht drei zusätzliche beispielhafte ummantelte Kerne zur Verwendung in der in 3 gezeigten Gussformanordnung; 7 FIG. 3 shows a schematic perspective view of three additional exemplary jacketed cores for use in FIG 3 shown mold assembly;

8 zeigt eine schematische Schnittansicht von sechs zusätzlichen beispielhaften ummantelten Kernen zur Verwendung in der in 3 gezeigten Gussformanordnung; 8th FIG. 12 is a schematic sectional view of six additional exemplary jacketed cores for use in the present invention. FIG 3 shown mold assembly;

9 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen Abschnitt einer weiteren beispielhaften Komponente zur Verwendung in der in 1 gezeigten rotierenden Maschine, wobei die Komponente einen internen Durchgang aufweist; 9 shows in a schematic perspective view a portion of another exemplary component for use in the in 1 shown rotating machine, wherein the component has an internal passage;

10 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen Abschnitt eines weiteren beispielhaften ummantelten Kerns zur Verwendung in der in 3 gezeigten Gussformanordnung, um die in 9 gezeigte Komponente zu formen; 10 shows in a schematic perspective view a portion of another exemplary sheathed core for use in the present invention 3 shown mold assembly to the in 9 form component shown;

11 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen Abschnitt einer weiteren beispielhaften Komponente zur Verwendung in der in 1 gezeigten rotierenden Maschine, wobei die Komponente einen internen Durchgang mit einem konturierten Querschnitt aufweist; 11 shows in a schematic perspective view a portion of another exemplary component for use in the in 1 shown rotating machine, wherein the component has an internal passage with a contoured cross-section;

12 zeigt eine schematische perspektivische abgeschnittene Ansicht eines weiteren beispielhaften ummantelten Kerns zur Verwendung in der in 3 gezeigten Gussformanordnung, um die Komponente zu formen, die den in 11 gezeigten internen Durchgang aufweist; 12 shows a schematic perspective cutaway view of another exemplary sheathed core for use in the present invention 3 shown mold assembly to form the component, the in 11 having shown internal passage;

13 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen Abschnitt einer weiteren beispielhaften Komponente zur Verwendung in der in 1 gezeigten rotierenden Maschine, wobei die Komponente einen internen Durchgang aufweist; 13 shows in a schematic perspective view a portion of another exemplary component for use in the in 1 shown rotating machine, wherein the component has an internal passage;

14 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen Abschnitt eines weiteren beispielhaften ummantelten Kerns zur Verwendung in der in 3 gezeigten Gussformanordnung, um die Komponente zu formen, die Merkmale des inneren Kanals aufweist, wie in 13 gezeigt; 14 shows in a schematic perspective view a portion of another exemplary sheathed core for use in the present invention 3 shown mold assembly to form the component having features of the inner channel, as in 13 shown;

15 zeigt ein Flussdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zum Formen einer Komponente, die einen darin gebildeten internen Durchgang aufweist, beispielsweise einer Komponente zur Verwendung in der in 1 gezeigten rotierenden Maschine; und 15 FIG. 12 shows a flowchart of an exemplary method of forming a component having an internal passage formed therein, for example, a component for use in FIG 1 shown rotating machine; and

16 zeigt eine Fortführung des Flussdiagramms von 15. 16 shows a continuation of the flowchart of 15 ,

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

In der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen wird auf eine Anzahl von Begriffen Bezug genommen, deren Bedeutungen wie folgt definiert werden. In the following description and in the claims, reference will be made to a number of terms whose meanings are defined as follows.

Die Singularformen der unbestimmten und bestimmten Artikel schließen auch die Pluralformen ein, es sei denn, der Zusammenhang setzt ausdrücklich Anderslautendes voraus. The singular forms of indefinite and definite articles also include plurals, unless the context presupposes otherwise.

"Optional" bedeutet, dass der anschließend beschriebene Vorgang oder Zustand auftreten kann, oder auch nicht, und dass die Beschreibung sowohl Fälle einschließt, in denen der Vorgang stattfindet, als auch solche, in denen er nicht stattfindet. "Optional" means that the event or condition described below may or may not occur, and that the description includes both cases in which the event occurs and those in which it does not occur.

Eine annähernde Ausdrucksweise, wie sie hier über die gesamte Beschreibung und Ansprüche hinweg eingesetzt wird, kann verwendet werden, um eine quantitative Darstellung zu modifizieren, die zulässigerweise abweichen könnte, ohne eine Änderung der grundlegenden Funktion hervorzurufen, auf die sie sich bezieht. Dementsprechend soll ein Wert, der durch einen oder mehrere Begriffe, wie beispielsweise "etwa", "ungefähr" und "im Wesentlichen" modifiziert ist, nicht auf den spezifizierten Wert beschränkt sein. In zumindest einigen Ausprägungen kann die annähernde Sprache der Genauigkeit eines zum Erfassen des Werts verwendeten Instruments entsprechen. Im Vorliegenden sowie über die gesamte Beschreibung und die Ansprüche hinweg sind möglicherweise Bereichsbeschränkungen gekennzeichnet sein. Solche Bereiche können kombiniert und/oder ausgetauscht werden und schließen sämtliche Unterbereiche ein, die darin enthalten sind, sofern aus dem Zusammenhang nicht etwas anderes hervorgeht. Approximate language as used throughout the specification and claims may be used to modify a quantitative representation that could reasonably deviate without causing a change in the fundamental function to which it refers. Accordingly, a value modified by one or more terms such as "about," "about," and "substantially" is not intended to be limited to the specified value. In at least some instances, the approximate language may correspond to the accuracy of an instrument used to capture the value. In the present and throughout the description and claims, range limitations may be indicated. Such areas may be combined and / or interchanged and include all sub-areas contained therein unless otherwise specified in the context.

Die hier beschriebenen beispielhaften Komponenten und Verfahren beseitigen wenigstens einen Teil der Nachteile im Zusammenhang mit bekannten Vorrichtungen und Verfahren zum Formen einer Komponente, die einen internen Durchgang aufweist. Die hier beschriebenen Ausführungsformen schaffen einen ummantelten Kern, der in Bezug auf eine Gussform positioniert wird. Der ummantelte Kern weist eine hohle Struktur und einen inneren Kern auf, der innerhalb der hohlen Struktur angeordnet ist. Der innere Kern erstreckt sich im Inneren des Gussformhohlraums, um eine Position des internen Durchgangs innerhalb der Komponente zu definieren, die in der Gussform zu formen ist. Die hohle Struktur wird zumindest teilweise mittels eines Additiv-Herstellungsprozess geformt. The exemplary components and methods described herein eliminate at least some of the disadvantages associated with known devices and methods for molding a component having an internal passageway. The embodiments described herein provide a sheathed core that is positioned with respect to a mold. The sheathed core has a hollow structure and an inner core disposed within the hollow structure. The inner core extends inside the mold cavity to define a position of the internal passage within the component to be molded in the mold. The hollow structure is formed at least partially by means of an additive manufacturing process.

1 zeigt eine schematische Ansicht einer exemplarischen rotierenden Maschine 10, die Komponenten enthält, für die Ausführungsformen der vorliegenden Beschreibung genutzt werden können. In der Ausführungsform ist die rotierende Maschine 10 eine Gasturbine, die einen Ansaugabschnitt 12, einen Verdichterabschnitt 14, der abstromseitig des Ansaugabschnitts 12 angebracht ist, einen Brennkammerabschnitt 16, der abstromseitig des Verdichterabschnitts 14 angebracht ist, einen Turbinenabschnitt 18, der abstromseitig des Brennkammerabschnitts 16 angebracht ist, und einen Auslassabschnitt 20, der abstromseitig des Turbinenabschnitts 18 angebracht ist, aufweist. Ein im Wesentlichen rohrförmiges Gehäuse 36 umhüllt zumindest teilweise den Ansaugabschnitt 12, den Verdichterabschnitt 14, den Brennkammerabschnitt 16, den Turbinenabschnitt 18 und/oder den Auslassabschnitt 20. In abgewandelten Ausführungsformen ist die rotierende Maschine 10 eine beliebige rotierende Maschine, für die Komponenten geeignet sind, die, wie hier beschrieben, mit internen Durchgängen ausgebildet sind. Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Beschreibung für Zwecke der Veranschaulichung in Zusammenhang mit einer rotierenden Maschine beschrieben sind, sollte auch klar sein, dass sich die hier beschriebenen Ausführungsformen in jedem Zusammenhang nutzen lassen, der eine Komponente verwendet, die mit einem darin gebildeten internen Durchgang geeignet geformt ist. 1 shows a schematic view of an exemplary rotating machine 10 containing components for which embodiments of the present description can be used. In the embodiment, the rotating machine is 10 a gas turbine, which has a suction section 12 , a compressor section 14 , the downstream of the suction section 12 is attached, a combustion chamber section 16 , the downstream of the compressor section 14 is mounted, a turbine section 18 , the downstream of the combustion chamber section 16 is attached, and an outlet section 20 , the downstream of the turbine section 18 is attached has. A substantially tubular housing 36 at least partially envelops the intake section 12 , the compressor section 14 , the combustion chamber section 16 , the turbine section 18 and / or the outlet section 20 , In modified embodiments, the rotating machine 10 any rotating machine for which components are suitable which, as described herein, are formed with internal passages. Although embodiments of the present description are described for purposes of illustration in the context of a rotating machine, it should also be understood that the embodiments described herein may be used in any context that utilizes a component that is properly shaped with an internal passageway formed therein ,

In der Ausführungsform ist der Turbinenabschnitt 18 über eine Rotorwelle 22 mit dem Verdichterabschnitt 14 verbunden. Es ist zu beachten, dass der Begriff "verbinden" in dem hier verwendeten Sinne nicht auf eine unmittelbare mechanische, elektrische und/oder Daten austauschende Verbindung zwischen Komponenten beschränkt ist, sondern vielmehr auch eine indirekte mechanische, elektrische und/oder Daten austauschende Verbindung zwischen mehreren Komponenten beinhalten kann.In the embodiment, the turbine section 18 over a rotor shaft 22 with the compressor section 14 connected. It should be noted that the term "connect" as used herein is not limited to an immediate mechanical, electrical and / or data-exchanging connection between components, but rather also an indirect mechanical, electrical and / or data-exchanging connection between a plurality Components may include.

Während des Betriebs der rotierenden Maschine 10 leitet der Ansaugabschnitt 12 Luft in Richtung des Verdichterabschnitts 14. Der Verdichterabschnitt 14 verleiht der Luft durch Verdichtung einen höheren Druck und eine höhere Temperatur. Spezieller verleiht die Rotorwelle 22 wenigstens einer in Umfangsrichtung angeordneten Reihe von Verdichterschaufelblättern 40, die mit der Rotorwelle 22 innerhalb des Verdichterabschnitts 14 verbunden sind, Rotationsenergie. In der Ausführungsform ist jeder Reihe der Verdichterschaufelblätter 40 eine um den Umfang angeordnete Reihe von Verdichterstatorleitschaufeln 42 vorangestellt, die sich von dem Gehäuse 36 radial nach innen erstrecken und den Luftstrom in die Verdichterlaufschaufeln 40 lenken. Die Rotationsenergie der Verdichterschaufelblätter 40 erhöht einen Druck und eine Temperatur der Luft. Der Verdichterabschnitt 14 entlässt die verdichtete Luft in Richtung des Brennkammerabschnitts 16.During operation of the rotating machine 10 directs the intake section 12 Air in the direction of the compressor section 14 , The compressor section 14 gives the air by compression a higher pressure and a higher temperature. Special lends the rotor shaft 22 at least one circumferentially arranged row of compressor blades 40 connected to the rotor shaft 22 within the compressor section 14 are connected, rotational energy. In the embodiment, each row of compressor blades is 40 a circumferentially arranged row of compressor stator vanes 42 preceded by the housing 36 extend radially inward and the air flow into the compressor blades 40 to steer. The rotational energy of the compressor blades 40 increases a pressure and a temperature of the air. The compressor section 14 discharges the compressed air in the direction of the combustion chamber section 16 ,

In dem Brennkammerabschnitt 16 wird die verdichtete Luft mit Brennstoff vermischt und gezündet, um Verbrennungsgase zu erzeugen, die in Richtung des Turbinenabschnitts 18 geleitet werden. Spezieller weist der Brennkammerabschnitt 16 wenigstens einen Brenner 24 auf, in dem ein Brennstoff, beispielsweise Erdgas und/oder Dieselöl, in den Luftstrom injiziert wird, und in dem das Brennstoff/Luft-Gemisch gezündet wird, um heiße Verbrennungsgase zu erzeugen, die in Richtung des Turbinenabschnitts 18 geleitet werden.In the combustion chamber section 16 The compressed air is mixed with fuel and ignited to produce combustion gases, which are in the direction of the turbine section 18 be directed. More specifically, the combustor section 16 at least one burner 24 in which a fuel, for example natural gas and / or diesel oil, is injected into the air stream and in which the fuel / air mixture is ignited to produce hot combustion gases, which are in the direction of the turbine section 18 be directed.

Der Turbinenabschnitt 18 wandelt die von dem Verbrennungsgasstrom stammende thermische Energie in mechanische Rotationsenergie um. Spezieller verleihen die Verbrennungsgase wenigstens einer um den Umfang angeordneten Reihe von Laufschaufeln 70, die mit der Rotorwelle 22 innerhalb des Turbinenabschnitts 18 verbunden sind, Rotationsenergie. In der Ausführungsform ist jeder Reihe von Rotorblättern 70 eine um den Umfang angeordnete Reihe von Turbinenstatorleitschaufeln 72 vorangestellt, die sich von dem Gehäuse 36 radial nach innen erstrecken und die Verbrennungsgase in die Laufschaufeln 70 lenken. Die Rotorwelle 22 kann mit einer (nicht gezeigten) Last beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, einem elektrischen Generator und/oder einer mechanischen Antriebsanwendung verbunden sein. Die druckentlasteten Verbrennungsgase strömen von dem Turbinenabschnitt 18 stromabwärts in den Auslassabschnitt 20. Komponenten der rotierenden Maschine 10 sind als Komponenten 80 bezeichnet. Die Komponenten 80, die sich in der Nähe eines Pfades der Verbrennungsgase befinden, sind während des Betriebs der rotierenden Maschine 10 hohen Temperaturen ausgesetzt. Zusätzlich oder alternativ beinhalten die Komponenten 80 jede beliebige Komponente, die mit einem darin gebildeten internen Durchgang geeignet geformt ist.The turbine section 18 converts the thermal energy originating from the combustion gas stream into mechanical rotational energy. More specifically, the combustion gases impart at least one circumferentially arranged row of blades 70 connected to the rotor shaft 22 within the turbine section 18 are connected, rotational energy. In the embodiment, each row of rotor blades 70 a circumferentially array of turbine stator vanes 72 preceded by the housing 36 extend radially inward and the combustion gases into the blades 70 to steer. The rotor shaft 22 For example, but not limited to, a load (not shown) may be connected to an electric generator and / or a mechanical drive application. The depressurized combustion gases flow from the turbine section 18 downstream into the outlet section 20 , Components of the rotating machine 10 are as components 80 designated. The components 80 that are near a path of the combustion gases are during operation of the rotating machine 10 exposed to high temperatures. Additionally or alternatively, the components include 80 any component suitably shaped with an internal passage formed therein.

2 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht eine beispielhafte Komponente 80, die zur Verwendung in der (in 1 gezeigten) Rotationsmaschine 10 veranschaulicht ist. Die Komponente 80 weist wenigstens einen darin gebildeten internen Durchgang 82 auf. Beispielsweise wird dem internen Durchgang 82 während des Betriebs der rotierenden Maschine 10 ein Kühlfluid zugeführt, um die Komponente 80 unterhalb einer Temperatur der heißen Verbrennungsgase aufrechtzuerhalten. Obwohl nur ein interner Durchgang 82 veranschaulicht ist, sollte es verständlich sein, dass die Komponente 80 eine beliebige geeignete Anzahl interner Durchgänge 82 aufweist, die ausgebildet sind, wie es hier beschrieben ist. 2 shows a schematic perspective view of an exemplary component 80 suitable for use in the (in 1 shown) rotary machine 10 is illustrated. The component 80 has at least one internal passage formed therein 82 on. For example, the internal passage 82 during operation of the rotating machine 10 a cooling fluid is supplied to the component 80 maintain below a temperature of the hot combustion gases. Although only an internal passage 82 It should be understood that the component 80 any suitable number of internal passes 82 which are formed as described herein.

Die Komponente 80 ist aus einem Komponentenmaterial 78 ausgebildet. In der Ausführungsform ist das Komponentenmaterial 78 eine geeignete Nickelbasissuperlegierung. In abgewandelten Ausführungsformen ist das Komponentenmaterial 78 wenigstens eine kobaltbasierte Superlegierung, eine eisenbasierte Legierung, eine titanbasierte Legierung und/oder eine platinbasierte Superlegierung. In sonstigen abgewandelten Ausführungsformen ist das Komponentenmaterial 78 ein beliebiges geeignetes Material, das es ermöglicht, die Komponente 80 zu formen, wie es hier beschrieben ist.The component 80 is made of a component material 78 educated. In the embodiment, the component material is 78 a suitable nickel base superalloy. In modified embodiments, the component material 78 at least one cobalt-based superalloy, an iron-based alloy, a titanium-based alloy and / or a platinum-based superalloy. In other modified embodiments, the component material 78 Any suitable material that allows the component 80 to shape as described here.

In der Ausführungsform ist die Komponente 80 eine Rotorlaufschaufel 70 oder eine Statorleitschaufel 72. In abgewandelten Ausführungsformen ist die Komponente 80 eine sonstige geeignete Komponente der rotierenden Maschine 10, die, wie hier beschrieben, mit einem internen Durchgang ausgebildet werden kann. In noch weiteren Ausführungsformen ist die Komponente 80 eine für eine beliebige geeignete Anwendung bestimmte beliebige Komponente, die geeignet mit einem darin gebildeten internen Durchgang ausgebildet ist.In the embodiment, the component is 80 a rotor blade 70 or a stator vane 72 , In modified embodiments, the component 80 another suitable component of the rotating machine 10 which, as described herein, can be formed with an internal passageway. In still other embodiments, the component is 80 an arbitrary component intended for any suitable application, suitably formed with an internal passage formed therein.

In der Ausführungsform weist die Rotorlaufschaufel 70, oder alternativ die Statorleitschaufel 72, eine Druckseite 74 und eine gegenüberliegende Saugseite 76 auf. Die Druckseite 74 und die Saugseite 76 erstrecken sich jeweils von einer Anströmkante 84 zu einer gegenüberliegenden Abströmkante 86. Zusätzlich erstreckt sich die Rotorlaufschaufel 70, oder alternativ die Statorleitschaufel 72, von einem Fußende 88 zu einem gegenüberliegenden Spitzenende 90, das eine Laufschaufellänge 96 definiert. In abgewandelten Ausführungsformen weist die Rotorlaufschaufel 70, oder alternativ die Statorleitschaufel 72, eine beliebige geeignete Konfiguration auf, die, wie hier beschrieben, mit einem internen Durchgang ausgebildet werden kann.In the embodiment, the rotor blade 70 or alternatively the stator vane 72 , a printed page 74 and an opposite suction side 76 on. The print side 74 and the suction side 76 each extend from a leading edge 84 to an opposite trailing edge 86 , In addition, the rotor blade extends 70 or alternatively the stator vane 72 , from a foot end 88 to an opposite tip end 90 that a blade length 96 Are defined. In modified embodiments, the rotor blade 70 or alternatively the stator vane 72 , any suitable configuration that may be formed with an internal passage as described herein.

In speziellen Ausführungsformen beträgt die Laufschaufellänge 96 mindestens etwa 25,4 Zentimeter (cm) (10 Zoll). Außerdem beträgt die Laufschaufellänge 96 in einigen Ausführungsformen mindestens etwa 50,8 cm (20 Zoll). In speziellen Ausführungsformen liegt die Laufschaufellänge 96 in einem Bereich von ungefähr 61 cm (24 Zoll) bis ungefähr 101,6 cm (40 Zoll). In abgewandelten Ausführungsformen ist die Laufschaufellänge 96 kleiner als etwa 25,4 cm (10 Zoll). Beispielsweise liegt die Laufschaufellänge 96 in einigen Ausführungsformen in einem Bereich von ungefähr 2,54 cm (1 Zoll) bis ungefähr 25,4 cm (10 Zoll). In sonstigen abgewandelten Ausführungsformen ist die Laufschaufellänge 96 größer als etwa 101,6 cm (40 Zoll).In specific embodiments, the blade length is 96 at least about 25.4 centimeters (cm) (10 inches). In addition, the blade length is 96 at least about 50.8 cm (20 inches) in some embodiments. In specific embodiments, the blade length is 96 in a range of about 61 cm (24 inches) to about 101.6 cm (40 inches). In modified embodiments, the blade length is 96 less than about 25.4 cm (10 inches). For example, the blade length is 96 in some embodiments, in a range of about 1 inch to about 10 inches. In other modified embodiments, the blade length 96 greater than about 101.6 cm (40 inches).

In der Ausführungsform erstreckt sich der interne Durchgang 82 ausgehend von dem Fußende 88 zu dem Spitzenende 90. In abgewandelten Ausführungsformen erstreckt sich der interne Durchgang 82 im Inneren der Komponente 80 in einer beliebigen geeigneten Weise und in einem beliebigen geeigneten Ausmaß, die ein Formen des internen Durchgangs 82 gestatten, wie es hier beschrieben ist. In speziellen Ausführungsformen ist der interne Durchgang 82 nicht linear. Beispielsweise ist die Komponente 80 längs einer Achse 89, die zwischen dem Fußende 88 und dem Spitzenende 90 definiert ist, mit einer vordefinierten Verdrehung ausgebildet, und der interne Durchgang 82 weist eine gekrümmte Gestalt auf, die zu der axialen Verdrehung komplementär ist. In einigen Ausführungsformen ist der interne Durchgang 82 über die Länge des internen Durchgangs 82 hinweg mit einem im Wesentlichen konstanten Abstand 94 von der Druckseite 74 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich verläuft eine Sehne der Komponente 80 zwischen dem Fußende 88 und dem Spitzenende 90 schräg, und der interne Durchgang 82 erstreckt sich komplementär zu der Schräge nichtlinear, so dass der interne Durchgang 82 entlang der Länge des internen Durchgangs 82 mit einem im Wesentlichen konstanten Abstand 92 von der Abströmkante 86 angeordnet ist. In abgewandelten Ausführungsformen weist der interne Durchgang 82 eine nicht lineare Gestalt auf, die zu einem beliebigen geeigneten Umriss der Komponente 80 komplementär ist. In sonstigen abgewandelten Ausführungsformen ist der interne Durchgang 82 zu einem Umriss der Komponente 80 nicht linear und alles andere als komplementär. In einigen Ausführungsformen ermöglicht der interne Durchgang 82, der eine nicht lineare Gestalt aufweist, ein Erfüllen eines vorab ausgewählten Kühlkriteriums für die Komponente 80. In abgewandelten Ausführungsformen erstreckt sich der interne Durchgang 82 linear.In the embodiment, the internal passage extends 82 starting from the foot end 88 to the top end 90 , In alternative embodiments, the internal passage extends 82 inside the component 80 in any suitable manner and to any suitable extent, that forms the internal passageway 82 allow, as described here. In specific embodiments, the internal passage is 82 not linear. For example, the component 80 along an axis 89 that is between the foot end 88 and the top end 90 is defined, formed with a predefined rotation, and the internal passage 82 has a curved shape that is complementary to the axial rotation. In some embodiments, the internal passage is 82 over the length of the internal passage 82 away with a substantially constant distance 94 from the pressure side 74 arranged. Alternatively or additionally, a tendon of the component runs 80 between the foot end 88 and the top end 90 sloping, and the internal passageway 82 extends complementary to the slope non-linear, allowing the internal passage 82 along the length of the internal passage 82 with a substantially constant distance 92 from the trailing edge 86 is arranged. In modified embodiments, the internal passageway 82 a non-linear shape corresponding to any suitable outline of the component 80 is complementary. In other modified embodiments, the internal passageway 82 to an outline of the component 80 not linear and anything but complementary. In some embodiments, the internal pass allows 82 having a non-linear shape, satisfying a preselected cooling criterion for the component 80 , In alternative embodiments, the internal passage extends 82 linear.

In einigen Ausführungsformen weist der interne Durchgang 82 einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. In abgewandelten Ausführungsformen weist der interne Durchgang 82 einen im Wesentlichen ovalen Querschnitt auf. In sonstigen abgewandelten Ausführungsformen weist der interne Durchgang 82 einen beliebig geeignet gestalteten Querschnitt auf, der ein Formen des internen Durchgangs 82 gestattet, wie es hier beschrieben ist. Außerdem ist eine Gestalt des Querschnitts des internen Durchgangs 82 in manchen Ausführungsformen über die Länge des internen Durchgangs 82 hinweg im Wesentlichen konstant. In abgewandelten Ausführungsformen variiert die Gestalt des Querschnitts des internen Durchgangs 82 über die Länge des internen Durchgangs 82 in einer beliebigen geeigneten Weise, die ein Formen des internen Durchgangs 82 gestattet, wie es hier beschrieben ist.In some embodiments, the internal passageway 82 a substantially circular cross section. In modified embodiments, the internal passageway 82 a substantially oval cross section. In other modified embodiments, the internal passage 82 an arbitrarily designed shaped cross-section, which forms a shape of the internal passage 82 permitted as described here. In addition, a shape of the cross section of the internal passage 82 in some embodiments, over the length of the internal passage 82 essentially constant. In modified embodiments, the shape of the cross section of the internal passage varies 82 over the length of the internal passage 82 in any suitable manner, shaping the internal passageway 82 permitted as described here.

3 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht eine Gussformanordnung 301 zum Herstellen der (in 2 gezeigten) Komponente 80. Die Gussformanordnung 301 enthält einen ummantelten Kern 310, der in Bezug auf eine Gussform 300 positioniert ist. 4 veranschaulicht schematisch einen Querschnitt des ummantelten Kerns 310 längs der in 3 gezeigten Schnittlinie 4-4. Unter Bezugnahme auf 24 definiert eine innere Wand 302 der Gussform 300 einen Gussformhohlraum 304. Die innere Wand 302 definiert eine Gestalt, die einer äußeren Gestalt der Komponente 80 entspricht, so dass das Komponentenmaterial 78 in einem geschmolzenen Zustand in den Gussformhohlraum 304 eingebracht und gekühlt werden kann, um die Komponente 80 zu bilden. Obwohl die Komponente 80 in der Ausführungsform die Rotorlaufschaufel 70, oder alternativ die Statorleitschaufel 72, ist, wird daran erinnert, dass die Komponente 80 in abgewandelten Ausführungsformen eine beliebige Komponente ist, die mit einem darin gebildeten internen Durchgang geeignet ausgebildet werden kann, wie es hier beschrieben ist. 3 shows a schematic perspective view of a mold assembly 301 for making the (in 2 shown) component 80 , The mold assembly 301 contains a sheathed core 310 that is in relation to a mold 300 is positioned. 4 schematically illustrates a cross section of the sheathed core 310 along the in 3 shown section line 4-4. With reference to 2 - 4 defines an inner wall 302 the mold 300 a mold cavity 304 , The inner wall 302 defines a shape that corresponds to an external shape of the component 80 matches, so the component material 78 in a molten state into the mold cavity 304 can be introduced and cooled to the component 80 to build. Although the component 80 in the embodiment, the rotor blade 70 or alternatively the stator vane 72 , is, it is reminded that the component 80 in modified embodiments, is any component that may be suitably formed with an internal passageway formed therein, as described herein.

Der ummantelte Kern 310 wird in Bezug auf die Gussform 300 so positioniert, dass sich ein Abschnitt 315 des ummantelten Kerns 310 im Inneren des Gussformhohlraums 304 erstreckt. Der ummantelte Kern 310 weist eine hohle Struktur 320, die aus einem ersten Material 322 ausgebildet ist, und einen inneren Kern 324 auf, der im Inneren der hohlen Struktur 320 angeordnet ist, und der aus einem inneren Kernmaterial 326 gebildet ist. Der innere Kern 324 ist gestaltet, um eine Form des internen Durchgangs 82 zu definieren, und der innere Kern 324 des Abschnitts 315 des ummantelten Kerns 310, der im Inneren des Gussformhohlraums 304 positioniert ist, definiert eine Position des internen Durchgangs 82 im Inneren der Komponente 80. The sheathed core 310 is in relation to the mold 300 positioned so that a section 315 of the sheathed core 310 inside the mold cavity 304 extends. The sheathed core 310 has a hollow structure 320 made of a first material 322 is formed, and an inner core 324 on that inside the hollow structure 320 is arranged, and that of an inner core material 326 is formed. The inner core 324 is designed to be a form of internal passage 82 to define, and the inner core 324 of the section 315 of the sheathed core 310 Standing inside the mold cavity 304 positioned defines a position of the internal passage 82 inside the component 80 ,

Die hohle Struktur 320 weist eine äußere Wand 380 auf, die den inneren Kern 324 über die Länge des inneren Kerns 324 hinweg im Wesentlichen umhüllt. Ein innerer Abschnitt 360 der hohlen Struktur 320 ist in Bezug auf die äußere Wand 380 innen angeordnet, so dass der innere Kern 324 durch den inneren Abschnitt 360 der hohlen Struktur 320 komplementär gestaltet ist. In speziellen Ausführungsformen definiert die hohle Struktur 320 eine im Wesentlichen rohrförmige Gestalt. Beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, ist die hohle Struktur 320 als ein Rohr ausgebildet, das nach Bedarf in einer nicht linearen Form, beispielsweise einer gekrümmten oder abgewinkelten Gestalt, geeignet angeordnet ist, um eine ausgewählte nicht lineare Gestalt des inneren Kerns 324, und somit des internen Durchgangs 82, zu definieren. In abgewandelten Ausführungsformen definiert die hohle Struktur 320 eine beliebige geeignete Gestalt, die es dem inneren Kern 324 erlaubt, eine Gestalt des internen Durchgangs 82 zu definieren, wie es hier beschrieben ist.The hollow structure 320 has an outer wall 380 on that the inner core 324 over the length of the inner core 324 essentially enveloped. An inner section 360 the hollow structure 320 is in relation to the outer wall 380 arranged inside, leaving the inner core 324 through the inner section 360 the hollow structure 320 is designed to be complementary. In specific embodiments, the hollow structure defines 320 a substantially tubular shape. For example, but without wishing to be limited, the hollow structure is 320 is formed as a tube suitably arranged as needed in a non-linear shape, for example, a curved or angled shape, to a selected non-linear shape of the inner core 324 , and thus the internal passage 82 , define. In modified embodiments, the hollow structure defines 320 any suitable shape that suits the inner core 324 allowed, a shape of the internal passage 82 to define how it is described here.

In der Ausführungsform weist die hohle Struktur 320 eine Wandstärke 328 auf, die geringer ist als eine charakteristische Breite 330 des inneren Kerns 324. Die charakteristische Breite 330 ist hier als der Durchmesser eines Kreises definiert, der die gleiche Querschnittsfläche aufweist, wie der innere Kern 324. In abgewandelten Ausführungsformen weist die hohle Struktur 320 eine Wandstärke 328 auf, die alles andere als kleiner als die charakteristische Breite 330 ist. In der in 3 und 4 gezeigten Ausführungsform ist eine Gestalt eines Querschnitts des inneren Kerns 324 kreisförmig. Alternativ entspricht die Gestalt des Querschnitts des inneren Kerns 324 jedem geeigneten Querschnitt des internen Durchgangs 82, der es dem internen Durchgang 82 erlaubt, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen.In the embodiment, the hollow structure 320 a wall thickness 328 which is smaller than a characteristic width 330 of the inner core 324 , The characteristic width 330 is defined herein as the diameter of a circle having the same cross-sectional area as the inner core 324 , In modified embodiments, the hollow structure 320 a wall thickness 328 which is anything but smaller than the characteristic width 330 is. In the in 3 and 4 shown embodiment is a shape of a cross section of the inner core 324 circular. Alternatively, the shape of the cross section of the inner core corresponds 324 any suitable cross section of the internal passage 82 It's the internal passageway 82 allows to fulfill the function described here.

Die Gussform 300 ist aus einem Gussformmaterial 306 ausgebildet. In der Ausführungsform ist das Gussformmaterial 306 ein feuerfestes Keramikmaterial, das ausgewählt ist, um einer Hochtemperaturumgebung zu widerstehen, die dem geschmolzenen Zustand des Komponentenmaterials 78 zugeordnet ist, das verwendet wird, um die Komponente 80 zu bilden. In abgewandelten Ausführungsformen ist das Gussformmaterial 306 ein beliebiges geeignetes Material, das es ermöglicht, die Komponente 80 zu formen, wie es hier beschrieben ist. Darüber hinaus wird die Gussform 300 in der Ausführungsform durch ein geeignetes Wachsausschmelzverfahren gebildet. Beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, wird ein geeignetes Schablonenmaterial, z.B. Wachs, in ein geeignetes Mustergesenk injiziert, um eine (nicht gezeigte) Schablone der Komponente 80 zu bilden, wobei die Schablone wiederholt in einen Schlamm des Gussformmaterials 306 getaucht wird, dem gestattet wird zu erhärten, so dass eine Schale aus Gussformmaterial 306 entsteht, und wobei die Schale entwachst und gebrannt wird, um die Gussform zu bilden 300. In abgewandelten Ausführungsformen wird die Gussform 300 durch ein beliebiges geeignetes Verfahren gebildet, das es der Gussform 300 erlaubt, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen.The mold 300 is made of a mold material 306. educated. In the embodiment, the mold material is 306. a refractory ceramic material selected to withstand a high temperature environment, which is the molten state of the component material 78 is assigned, which is used to the component 80 to build. In modified embodiments, the mold material 306. Any suitable material that allows the component 80 to shape as described here. In addition, the mold 300 formed in the embodiment by a suitable lost wax process. For example, but not limited to, a suitable template material, eg wax, is injected into a suitable pattern die around a template (not shown) of the component 80 with the stencil repeated in a slurry of the casting material 306. is dipped, which is allowed to harden, leaving a shell of mold material 306. is formed, and wherein the shell is dewaxed and fired to form the mold 300 , In modified embodiments, the mold is 300 formed by any suitable method, that of the mold 300 allows to fulfill the function described here.

In speziellen Ausführungsformen wird der ummantelte Kern 310 in Bezug auf die Gussform 300 gesichert, so dass der ummantelte Kern 310 in Bezug auf die Gussform 300 während eines Vorgangs der Bildung der Komponente 80 ortsfest bleibt. Beispielsweise ist der ummantelte Kern 310 gesichert, so dass sich eine Position des ummantelten Kerns 310 während der Einführung des geschmolzenen Komponentenmaterials 78 in den Gussformhohlraum 304, der den ummantelten Kern 310 umgibt, nicht verändert. In einigen Ausführungsformen ist der ummantelte Kern 310 unmittelbar mit der Gussform 300 verbunden. Beispielsweise ist ein Spitzenabschnitt 312 des ummantelten Kerns 310 in der Ausführungsform in einem Spitzenabschnitt 314 der Gussform 300 starr umhüllt. Zusätzlich oder alternativ ist ein Fußabschnitt 316 des ummantelten Kerns 310 in einem Fußabschnitt 318 der Gussform 300 starr eingehüllt, der dem Spitzenabschnitt 314 gegenüberliegt. Beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, wird die Gussform 300, wie vorstehend beschrieben, durch Wachsausschmelzgießen gebildet, und der ummantelte Kern 310 ist mit dem geeigneten Mustergesenk sicher verbunden, so dass sich der Spitzenabschnitt 312 und der Fußabschnitt 316 aus dem Mustergesenk heraus erstrecken, während sich der Abschnitt 315 innerhalb eines Hohlraums des Gesenks erstreckt. Das Schablonenmaterial wird in das Gesenk um den ummantelten Kern 310 injiziert, so dass sich der Abschnitt 315 innerhalb der Schablone erstreckt. Das Wachsausschmelzgießen bewirkt, dass das Gesenk 300 den Spitzenabschnitt 312 und/oder den Fußabschnitt 316 umhüllt. Zusätzlich oder alternativ ist der ummantelte Kern 310 in Bezug auf die Gussform 300 in einer beliebigen sonstigen geeigneten Weise gesichert, die es ermöglicht, dass die Position des ummantelten Kerns 310 in Bezug auf die Gussform 300 während eines Vorgangs zum Bilden der Komponente 80 ortsfest bleibt.In specific embodiments, the sheathed core becomes 310 in terms of the mold 300 secured so that the sheathed core 310 in terms of the mold 300 during a process of formation of the component 80 remains stationary. For example, the sheathed core 310 secured, leaving a position of the sheathed core 310 during the introduction of the molten component material 78 into the mold cavity 304 , the sheathed core 310 surrounds, not changed. In some embodiments, the sheathed core is 310 directly with the mold 300 connected. For example, a tip section 312 of the sheathed core 310 in the embodiment in a tip section 314 the mold 300 wrapped tightly. Additionally or alternatively, a foot section 316 of the sheathed core 310 in a foot section 318 the mold 300 rigidly wrapped, the top section 314 opposite. For example, but without wishing to be limited, the casting mold becomes 300 As described above, formed by lost wax casting, and the sheathed core 310 is securely connected to the appropriate pattern die, so that the tip section 312 and the foot section 316 extend out of the pattern die while the section 315 extends within a cavity of the die. The stencil material is placed in the die around the sheathed core 310 injected, so that the section 315 extends within the template. The lost wax casting causes the die 300 the top section 312 and / or the foot section 316 envelops. Additionally or alternatively, the sheathed core 310 in terms of the mold 300 secured in any other suitable manner, which allows the position of the sheathed core 310 in terms of the mold 300 during an operation for forming the component 80 remains stationary.

Das erste Material 322 ist ausgewählt, um wenigstens teilweise durch das geschmolzene Komponentenmaterial 78 absorbierbar zu sein. In speziellen Ausführungsformen ist das Komponentenmaterial 78 eine Legierung, und das erste Material 322 ist wenigstens ein Grundmaterial der Legierung. Beispielsweise ist das Komponentenmaterial 78 in der Ausführungsform eine Nickelbasissuperlegierung, und das erste Material 322 ist im Wesentlichen Nickel, so dass das erste Material 322 durch das Komponentenmaterial 78 im Wesentlichen absorbierbar ist, wenn das Komponentenmaterial 78 in dem geschmolzenen Zustand in den Gussformhohlraum 304 eingebracht wird. In abgewandelten Ausführungsformen ist das Komponentenmaterial 78 eine beliebige geeignete Legierung, und das erste Material 322 ist wenigstens ein Material, das zumindest teilweise durch die geschmolzene Legierung absorbierbar ist. Beispielsweise ist das Komponentenmaterial 78 eine kobaltbasierte Superlegierung, und das erste Material 322 ist im Wesentlichen Kobalt. In einem weiteren Beispiel ist das Komponentenmaterial 78 eine eisenbasierte Legierung, und das erste Material 322 ist im Wesentlichen Eisen. In einem weiteren Beispiel ist das Komponentenmaterial 78 eine titanbasierte Legierung, und das erste Material 322 ist im Wesentlichen Titan. In einem weiteren Beispiel ist das Komponentenmaterial 78 eine platinbasierte Legierung, und das erste Material 322 ist im Wesentlichen Platin.The first material 322 is selected to be at least partially through the molten component material 78 to be absorbable. In specific embodiments, the component material is 78 an alloy, and the first material 322 is at least one base material of the alloy. For example, the component material 78 in the embodiment, a nickel base superalloy, and the first material 322 is essentially nickel, so the first material 322 through the component material 78 is essentially absorbable when the component material 78 in the molten state into the mold cavity 304 is introduced. In modified embodiments, the component material 78 Any suitable alloy, and the first material 322 is at least one material that is at least partially absorbable by the molten alloy. For example, the component material 78 a cobalt-based superalloy, and the first material 322 is essentially cobalt. In another example, the component material 78 an iron-based alloy, and the first material 322 is essentially iron. In another example, the component material 78 a titanium-based alloy, and the first material 322 is essentially titanium. In another example, the component material 78 a platinum-based alloy, and the first material 322 is essentially platinum.

In speziellen Ausführungsformen ist die Wandstärke 328 ausreichend dünn, so dass das erste Material 322 des Abschnitts 315 des ummantelten Kerns 310, d.h. des Abschnitts, der sich im Inneren des Gussformhohlraums 304 erstreckt, im Wesentlichen durch das Komponentenmaterial 78 absorbiert wird, wenn das Komponentenmaterial 78 in dem geschmolzenen Zustand in den Gussformhohlraum 304 eingebracht wird. Beispielsweise wird das erste Material 322 in einigen derartigen Ausführungsformen durch das Komponentenmaterial 78 im Wesentlichen absorbiert, so dass keine gesonderte Begrenzung die hohle Struktur 320 von dem Komponentenmaterial 78 abgrenzt, nachdem das Komponentenmaterial 78 gekühlt ist. Außerdem wird das erste Material 322 in einigen derartigen Ausführungsformen im Wesentlichen absorbiert, so dass, nachdem das Komponentenmaterial 78 gekühlt ist, das erste Material 322 in dem Komponentenmaterial 78 im Wesentlichen gleichmäßig verteilt ist. Beispielsweise ist eine Konzentration des ersten Materials 322 in der Nähe des inneren Kerns 324 nicht erfassbar höher als eine Konzentration des ersten Materials 322 an anderen Stellen im Inneren der Komponente 80. Beispielsweise, und ohne beschränken zu wollen, ist das erste Material 322 Nickel, und das Komponentenmaterial 78 ist eine Nickelbasissuperlegierung, und es verbleibt in der Nähe des inneren Kerns 324 keine nachweisbare höhere Nickelkonzentration, nachdem das Komponentenmaterial 78 gekühlt ist, mit der Folge, das die Verteilung von Nickel in der gesamten Nickelbasissuperlegierung der ausgebildeten Komponente 80 im Wesentlichen homogen ist.In specific embodiments, the wall thickness 328 sufficiently thin, so that the first material 322 of the section 315 of the sheathed core 310 , ie the section that is inside the mold cavity 304 extends, essentially through the component material 78 is absorbed when the component material 78 in the molten state into the mold cavity 304 is introduced. For example, the first material 322 in some such embodiments, by the component material 78 essentially absorbed, so no separate limit the hollow structure 320 from the component material 78 delimits after the component material 78 is cooled. In addition, the first material 322 is substantially absorbed in some such embodiments, so that after the component material 78 Chilled, the first material 322 in the component material 78 is distributed substantially evenly. For example, a concentration of the first material 322 near the inner core 324 not detectable higher than a concentration of the first material 322 elsewhere in the interior of the component 80 , For example, and without wanting to be limited, this is the first material 322 Nickel, and the component material 78 is a nickel-base superalloy, and it stays near the inner core 324 no detectable higher nickel concentration after the component material 78 is cooled, with the result that the distribution of nickel in the entire nickel-base superalloy of the formed component 80 is substantially homogeneous.

In abgewandelten Ausführungsformen ist die Wandstärke 328 geeignet ausgewählt, so dass das erste Material 322 alles andere als im Wesentlichen durch das Komponentenmaterial 78 absorbiert wird. Beispielsweise ist das erste Material 322 in einigen Ausführungsformen, nachdem das Komponentenmaterial 78 gekühlt ist, alles andere als im Wesentlichen einheitlich in dem Komponentenmaterial 78 verteilt. Beispielsweise ist eine Konzentration des ersten Materials 322 in der Nähe des inneren Kerns 324 deutlich höher als eine Konzentration des ersten Materials 322 an anderen Stellen im Inneren der Komponente 80. In einigen derartigen Ausführungsformen wird das erste Material 322 durch das Komponentenmaterial 78 teilweise absorbiert, so dass eine gesonderte Begrenzung die hohle Struktur 320 von dem Komponentenmaterial 78 abgrenzt, nachdem das Komponentenmaterial 78 gekühlt ist. Außerdem wird das erste Material 322 in einigen derartigen Ausführungsformen durch das Komponentenmaterial 78 teilweise absorbiert, so dass wenigstens ein Abschnitt der hohlen Struktur 320 in der Nähe des inneren Kerns 324 intakt bleibt, nachdem das Komponentenmaterial 78 gekühlt ist.In modified embodiments, the wall thickness 328 suitably selected so that the first material 322 anything but essentially the component material 78 is absorbed. For example, the first material 322 in some embodiments, after the component material 78 is anything but substantially uniform in the component material 78 distributed. For example, a concentration of the first material 322 near the inner core 324 significantly higher than a concentration of the first material 322 elsewhere in the interior of the component 80 , In some such embodiments, the first material becomes 322 through the component material 78 partially absorbed, leaving a separate boundary to the hollow structure 320 from the component material 78 delimits after the component material 78 is cooled. In addition, the first material 322 in some such embodiments, by the component material 78 partially absorbed, leaving at least a portion of the hollow structure 320 near the inner core 324 remains intact after the component material 78 is cooled.

In der Ausführungsform ist das Innenkernmaterial 326 ein feuerfestes Keramikmaterial, das ausgewählt ist, um einer Hochtemperaturumgebung zu widerstehen, die dem geschmolzenen Zustand des Komponentenmaterials 78 zugeordnet ist, das verwendet wird, um die Komponente 80 zu bilden. Beispielsweise jedoch ohne Beschränkung, beinhaltet das Innenkernmaterial 326 mindestens eines von Siliziumoxid, Aluminiumoxid und Mullit. Außerdem ist das Innenkernmaterial 326 in der Ausführungsform selektiv von der Komponente 80 entfernbar, um den internen Durchgang 82 zu bilden. Beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, ist das Innenkernmaterial 326 von der Komponente 80 durch ein geeignetes Verfahren entfernbar, das das Komponentenmaterial 78 nicht wesentlich verschleißt, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, ein geeignetes chemisches Auslaugverfahren. In speziellen Ausführungsformen ist das Innenkernmaterial 326 auf der Grundlage einer Verträglichkeit mit und/oder einer Entfernbarkeit von dem Komponentenmaterial 78 ausgewählt. In abgewandelten Ausführungsformen ist das Innenkernmaterial 326 ein beliebiges geeignetes Material, das es ermöglicht, die Komponente 80 zu formen, wie es hier beschrieben ist.In the embodiment, the inner core material is 326 a refractory ceramic material selected to withstand a high temperature environment, which is the molten state of the component material 78 is assigned, which is used to the component 80 to build. By way of non-limiting example, however, the inner core material includes 326 at least one of silica, alumina and mullite. In addition, the inner core material 326 in the embodiment, selectively from the component 80 Removable to the internal passage 82 to build. For example, but without wishing to be limited, the inner core material is 326 from the component 80 removable by a suitable method, which is the component material 78 does not substantially wear, for example but not limited to, a suitable chemical leaching process. In specific embodiments, the inner core material is 326 based on compatibility with and / or removability from the component material 78 selected. In modified embodiments, the inner core material 326 Any suitable material that allows the component 80 to shape as described here.

In einigen Ausführungsformen wird der ummantelte Kern 310 durch Füllen der hohlen Struktur 320 mit dem Innenkernmaterial 326 gebildet. Beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, wird das Innenkernmaterial 326 als ein Schlamm in die hohle Struktur 320 injiziert, und das Innenkernmaterial 326 wird in der hohlen Struktur 320 getrocknet, um den ummantelten Kern 310 zu bilden. Außerdem wird der innere Kern 324 in bestimmten Ausführungsformen durch die hohle Struktur 320 strukturell wesentlich verstärkt, was mögliche Probleme reduziert, die bei der Herstellung, Handhabung und Verwendung eines nicht verstärkten inneren Kerns 324 für das Formen der Komponente 80 in einigen Ausführungsformen auftreten würden. Beispielsweise ist der innere Kern 324 in manchen Ausführungsformen ein verhältnismäßig sprödes Keramikmaterial, das einem verhältnismäßig hohen Risiko von Bruch, Rissbildung und/oder einer sonstigen Beschädigung ausgesetzt ist. Daher stellt die Ausbildung und der Transport des ummantelten Kerns 310 in einigen derartigen Ausführungsformen im Vergleich zur Verwendung eines nicht ummantelten inneren Kerns 324 eine wesentlich geringere Gefahr der Beschädigung für den innere Kern 324 dar. Desgleichen stellt das Ausbilden einer geeigneten Schablone um den ummantelten Kern 310, der für das Wachsausschmelzgießen der Gussform 300, z.B. durch Einspritzen eines Wachsschablonenmaterials in ein Mustergesenk um den ummantelten Kern 310, zu verwenden ist, in einigen derartigen Ausführungsformen im Vergleich zur Verwendung eines nicht ummantelten innere Kerns 324 eine wesentlich geringere Gefahr einer Beschädigung des inneren Kerns 324 dar. Folglich vermindert ein Verwenden des ummantelten Kerns 310 in manchen Ausführungsformen bei der Herstellung einer brauchbaren Komponente 80, die den darin gebildeten internen Durchgang 82 aufweist, im Vergleich zu den gleichen Schritten, falls diese unter Verwendung eines nicht ummantelten inneren Kerns 324 anstelle des ummantelten Kerns 310 ausgeführt werden, ein Risiko des Versagens wesentlich. Somit ermöglicht der ummantelte Kern 310 Vorteile zu erzielen, die dem Positionieren des inneren Kerns 324 in Bezug auf die Gussform 300, um den internen Durchgang 82 zu bilden, zugeordnet sind, während Probleme im Zusammenhang mit der Bruchempfindlichkeit des inneren Kerns 324 verringert oder beseitigt werden. In abgewandelten Ausführungsformen verstärkt die hohle Struktur 320 den inneren Kern 324 strukturell nicht wesentlich. In some embodiments, the sheathed core becomes 310 by filling the hollow structure 320 with the inner core material 326 educated. For example, but without wishing to be limited, the inner core material becomes 326 as a mud in the hollow structure 320 injected, and the inner core material 326 is in the hollow structure 320 dried around the sheathed core 310 to build. In addition, the inner core becomes 324 in certain embodiments through the hollow structure 320 structurally significantly reinforced, which reduces potential problems involved in the manufacture, handling and use of an unreinforced inner core 324 for the molding of the component 80 would occur in some embodiments. For example, the inner core 324 In some embodiments, a relatively brittle ceramic material which is subject to a relatively high risk of breakage, cracking and / or other damage. Therefore, the training and transport of the sheathed core represents 310 in some such embodiments as compared to using an uncovered inner core 324 a much lower risk of damage to the inner core 324 Likewise, forming a suitable template around the sheathed core 310 For the lost wax casting of the mold 300 by, for example, injecting a wax stencil material into a pattern die around the sheathed core 310 , is to be used in some such embodiments as compared to using an unjacketed inner core 324 a much lower risk of damaging the inner core 324 Consequently, using the covered core reduces 310 in some embodiments, in the preparation of a useful component 80 containing the internal passage formed therein 82 when compared to the same steps, if using an uncovered inner core 324 instead of the sheathed core 310 Running a risk of failure is essential. Thus, the sheathed core allows 310 To achieve advantages, the positioning of the inner core 324 in terms of the mold 300 to the internal passage 82 to form, while problems associated with the breakage sensitivity of the inner core 324 be reduced or eliminated. In modified embodiments, the hollow structure reinforces 320 the inner core 324 structurally not essential.

Beispielsweise liegt die charakteristische Breite 330 des inneren Kerns in bestimmten Ausführungsformen, wie z.B., jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, in Ausführungsformen, in denen die Komponente 80 die Rotorlaufschaufel 70 ist, 324 in einem Bereich von etwa 0,050 cm (0,020 Zoll) bis ungefähr 1,016 cm (0,400 Zoll), und die Wandstärke 328 der hohlen Struktur 320 ist ausgewählt, um in einem Bereich von etwa 0,013 cm (0,005 Zoll) bis ungefähr 0,254 cm (0,100 Zoll) zu liegen. Spezieller liegt die charakteristische Breite 330 in einigen derartigen Ausführungsformen in einem Bereich von etwa 0,102 cm (0,040 Zoll) bis ungefähr 0,508 cm (0,200 Zoll), und die Wandstärke 328 ist ausgewählt, um in einem Bereich von etwa 0,013 cm (0,005 Zoll) bis ungefähr 0,038 cm (0,015 Zoll) zu liegen. In einem weiteren Beispiel ist die charakteristische Breite 330 des inneren Kerns 324 in einigen Ausführungsformen, wie z.B., jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, in Ausführungsformen, in denen die Komponente 80 eine stationäre Komponente ist, z.B. jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, die Statorleitschaufel 72, größer als etwa 1,016 cm (0,400 Zoll), und/oder die Wandstärke 328 ist ausgewählt, um größer zu sein als etwa 0,254 cm (0,100 Zoll). In abgewandelten Ausführungsformen ist die charakteristische Breite 330 ein beliebiger geeigneter Wert, der dem sich ergebenden internen Durchgang 82 erlaubt, seine angestrebte Funktion zu erfüllen, und die Wandstärke 328 ist ausgewählt, um einen beliebigen geeigneten Wert aufzuweisen, der es dem ummantelten Kern 310 erlaubt, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen.For example, the characteristic width is 330 of the inner core in certain embodiments, such as, but not limited to, embodiments in which the component 80 the rotor blade 70 is 324 in a range of about 0.050 cm (0.020 inches) to about 1.016 cm (0.400 inches), and the wall thickness 328 the hollow structure 320 is selected to be in the range of about 0.013 cm (0.005 inches) to about 0.254 cm (0.100 inches). More specific is the characteristic width 330 in some such embodiments ranging from about 0.102 cm (0.040 inches) to about 0.508 cm (0.200 inches), and the wall thickness 328 is selected to be in the range of about 0.013 cm (0.005 inches) to about 0.038 cm (0.015 inches). In another example, the characteristic width is 330 of the inner core 324 in some embodiments, such as, but not limited to, embodiments in which the component 80 a stationary component is, for example but not limited to, the stator vane 72 greater than about 1.016 cm (0.400 inches), and / or the wall thickness 328 is selected to be greater than about 0.254 cm (0.100 inches). In modified embodiments, the characteristic width 330 any suitable value, that of the resulting internal passage 82 allowed to fulfill its intended function, and the wall thickness 328 is selected to have any suitable value that matches the sheathed core 310 allows to fulfill the function described here.

5 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen Abschnitt einer weiteren beispielhaften Komponente 80, die den internen Durchgang 82 aufweist. 6 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht den Abschnitt 315 eines weiteren beispielhaften ummantelten Kerns 310, der im Zusammenhang mit der (in 3 gezeigten) Gussform 300 verwendet werden kann, um die in 5 gezeigte Komponente 80 zu bilden. In der Ausführungsform ist die Komponente 80 eine der Laufschaufeln 70. In abgewandelten Ausführungsformen ist die Komponente 80 eine sonstige geeignete Komponente der rotierenden Maschine 10, die, wie hier beschrieben, mit einem internen Durchgang ausgebildet werden kann. In noch weiteren Ausführungsformen ist die Komponente 80 eine für eine beliebige geeignete Anwendung bestimmte beliebige Komponente, die geeignet mit einem darin gebildeten internen Durchgang ausgebildet ist. 5 shows in a schematic perspective view a portion of another exemplary component 80 that the internal passage 82 having. 6 shows in a schematic perspective view of the section 315 another exemplary encased core 310 , which in connection with the (in 3 shown) casting mold 300 can be used to in the 5 shown component 80 to build. In the embodiment, the component is 80 one of the blades 70 , In modified embodiments, the component 80 another suitable component of the rotating machine 10 which, as described herein, can be formed with an internal passageway. In still other embodiments, the component is 80 an arbitrary component intended for any suitable application, suitably formed with an internal passage formed therein.

Unter Bezugnahme auf 5 und 6 weist die Rotorlaufschaufel 70, wie oben erörtert, die Druckseite 74 und die gegenüberliegende Saugseite 76 auf, die sich jeweils von dem Fußende 88 zu dem gegenüberliegenden Spitzenende 90, womit die Laufschaufellänge 96 definiert ist, und von der Anströmkante 84 zu der gegenüberliegenden Abströmkante 86 erstrecken. Außerdem erstreckt sich der interne Durchgang 82, wie oben erörtert, ausgehend von dem Fußende 88 zu dem Spitzenende 90. In der Ausführungsform läuft die Rotorlaufschaufel 70 von dem Fußende 88 zu dem Spitzenende 90 allgemein kegelförmig zu, und die Rotorlaufschaufel 70 ist entlang der Achse 89, die zwischen dem Fußende 88 und dem Spitzenende 90 definiert ist, mit einer vordefinierten Verdrehung ausgebildet. Der interne Durchgang 82 ist in der Nähe der Abströmkante 86 angeordnet und weist eine nicht lineare Gestalt auf, die dazu eingerichtet ist, der Form der Rotorlaufschaufel 70, einschließlich der Konizität und der axialen Verdrehung der Rotorlaufschaufel 70, zu entsprechen.With reference to 5 and 6 has the rotor blade 70 as discussed above, the print side 74 and the opposite suction side 76 up, each one from the foot end 88 to the opposite tip end 90 , bringing the blade length 96 is defined, and from the leading edge 84 to the opposite trailing edge 86 extend. In addition, the internal passage extends 82 as discussed above, starting from the foot end 88 to the top end 90 , In the embodiment, the rotor blade is running 70 from the foot end 88 to the top end 90 generally conical towards, and the rotor blade 70 is along the axis 89 that is between the foot end 88 and the top end 90 is defined, formed with a predefined rotation. The internal passage 82 is near the trailing edge 86 arranged and has a non-linear shape, which is adapted to the shape of the rotor blade 70 including conicity and axial rotation of the rotor blade 70 , correspond to.

Der Abschnitt 315 des ummantelten Kerns weist eine nicht lineare Gestalt auf, die der nicht linearen Gestalt des internen Durchgangs 82 entspricht, so dass der innere Kern 324 die Position des internen Durchgangs 82 definiert, wenn der ummantelte Kern 310 in Bezug auf die (in 3 gezeigte) Gussform 300 geeignet positioniert ist. Der ummantelte Kern 310 erstreckt sich, einschließlich der hohlen Struktur 320 und des innere Kerns 324, von einem ersten Ende 362, das dem Fußende 88 der Rotorlaufschaufel 70 entspricht, zu einem gegenüberliegenden zweiten Ende 364, das dem Spitzenende 90 der Rotorlaufschaufel 70 entspricht. Ein Endentrennungsabstand 370 ist als eine Länge einer geraden Linie zwischen dem ersten Ende 362 und dem zweiten Ende 364 definiert. In der Ausführungsform ist der Endentrennungsabstand 370 aufgrund der Verdrehung und Konizität der Rotorlaufschaufel 70 größer als die Laufschaufellänge 96. In abgewandelten Ausführungsformen ist der Endentrennungsabstand 370 kleiner oder gleich der Laufschaufellänge 96. Beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, ist der ummantelte Kern 310 gestaltet, um den internen Durchgang 82 zu bilden, der vor dem Erreichen des Spitzenendes 90 der Komponente 80 endet.The section 315 of the sheathed core has a non-linear shape, that of the non-linear shape of the internal passage 82 corresponds, so the inner core 324 the position of the internal passage 82 defined when the sheathed core 310 in terms of (in 3 shown) mold 300 is suitably positioned. The sheathed core 310 extends, including the hollow structure 320 and the inner core 324 , from a first end 362 that the foot end 88 the rotor blade 70 corresponds to an opposite second end 364 , the top end 90 the rotor blade 70 equivalent. An end separation distance 370 is as a length of a straight line between the first end 362 and the second end 364 Are defined. In the embodiment, the end separation distance is 370 due to the rotation and taper of the rotor blade 70 larger than the blade length 96 , In modified embodiments, the end separation distance is 370 less than or equal to the blade length 96 , For example, but without wishing to be limited, the sheathed core is 310 designed to the internal passage 82 to form that before reaching the top end 90 the component 80 ends.

Weiter ist eine Länge 372 des ummantelten Kerns 310 als eine Pfadlänge entlang des Abschnitts 315 von dem ersten Ende 362 zu dem zweiten Ende 364 definiert. Beispielsweise definiert die Länge 372 eine Strecke, die von einem Partikel zurückgelegt wird, das durch den internen Durchgang 82 strömt, der durch den inneren Kern 324 ausgebildet ist. In der Ausführungsform ist die Länge 372 aufgrund der Verdrehung und Konizität des ummantelten Kerns 310 größer als der Endentrennungsabstand 370.Next is a length 372 of the sheathed core 310 as a path length along the section 315 from the first end 362 to the second end 364 Are defined. For example, defines the length 372 a stretch covered by a particle passing through the internal passageway 82 flows through the inner core 324 is trained. In the embodiment, the length is 372 due to the twist and taper of the sheathed core 310 greater than the end separation distance 370 ,

Es ist selbstverständlich, dass der ummantelte Kern in manchen Ausführungsformen 310 ferner Abschnitte 312 und 316, wie beispielsweise in 3 gezeigt, aufweist, um ein Positionieren des ummantelten Kerns 310 in Bezug auf die Gussform 300 durchzuführen. Allerdings sind Bezugnahmen auf das erste Ende 362, das zweite Ende 364, den Endentrennungsabstand 370 und die Länge 372 des inneren Kerns 324 für Zwecke dieser Beschreibung als bezüglich des Abschnitts 315 definiert zu verstehen.It is understood that the sheathed core in some embodiments 310 further sections 312 and 316 , such as in 3 shown to be a positioning of the sheathed core 310 in terms of the mold 300 perform. However, references are to the first end 362 , the second end 364 , the end separation distance 370 and the length 372 of the inner core 324 for purposes of this description as with respect to the section 315 defined to understand.

Zusätzlich ist ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser (L/d) für den inneren Kern 324 als ein Verhältnis der Länge 372 zu der (in 4 gezeigten) charakteristischen Breite 330 definiert. Darüber hinaus ist das Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser für den inneren Kern 324 im Falle innerer Kerne, die entlang ihrer Länge variable Querschnittsflächen aufweisen, als ein Verhältnis der Länge 372 zu der minimalen charakteristischen Breite 330 definiert.In addition, a ratio of a length to a diameter (L / d) for the inner core 324 as a ratio of length 372 to the (in 4 shown) characteristic width 330 Are defined. In addition, the ratio of a length to a diameter for the inner core 324 in the case of inner cores having variable cross sectional areas along their length, as a ratio of length 372 to the minimum characteristic width 330 Are defined.

Beispielsweise beträgt die Laufschaufellänge 96 in manchen Ausführungsformen mindestens etwa 25,4 cm (10 Zoll), der Endentrennungsabstand 370 beträgt mindestens etwa 26,45 cm (10,4 Zoll), die Länge 372 beträgt mindestens etwa 27,6 cm (10,8 Zoll), und ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser des inneren Kerns 324 liegt in einem Bereich von ungefähr 25 bis ungefähr 500. In einem weiteren Beispiel beträgt die Laufschaufellänge 96 in manchen Ausführungsformen mindestens etwa 55 cm (21,6 Zoll), der Endentrennungsabstand 370 beträgt mindestens etwa 56,5 cm (22,4 Zoll), die Länge 372 beträgt mindestens etwa 61 cm (24 Zoll), und ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser des inneren Kerns 324 liegt in einem Bereich von ungefähr 60 bis ungefähr 500. In einem weiteren Beispiel beträgt die Laufschaufellänge 96 in manchen Ausführungsformen mindestens etwa 61 cm (24 Zoll), der Endentrennungsabstand 370 beträgt mindestens etwa 63,5 cm (25 Zoll), die Länge 372 beträgt mindestens etwa 75 cm (29,5 Zoll), und ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser des inneren Kerns 324 liegt in einem Bereich von ungefähr 70 bis ungefähr 500. In einem weiteren Beispiel beträgt die Laufschaufellänge 96 in manchen Ausführungsformen mindestens etwa 101,6 cm (40 Zoll), der Endentrennungsabstand 370 beträgt mindestens etwa 105,7 cm (41,6 Zoll), die Länge 372 beträgt mindestens etwa 127 cm (49,9 Zoll), und ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser des inneren Kerns 324 liegt in einem Bereich von ungefähr 80 bis ungefähr 800. In abgewandelten Ausführungsformen weisen die Laufschaufellänge 96, der Endentrennungsabstand 370, die Länge 372 und das Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser des inneren Kerns 324 jeweils beliebige geeignete Werte auf, die es dem ummantelten Kern 310 erlauben, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen.For example, the blade length is 96 in some embodiments, at least about 25.4 cm (10 inches), the end separation distance 370 is at least about 26.45 cm (10.4 inches) in length 372 is at least about 27.6 cm (10.8 inches), and a ratio of a length to a diameter of the inner core 324 is in a range of about 25 to about 500. In another example, the blade length is 96 in some embodiments, at least about 55 cm (21.6 inches), the end separation distance 370 is at least about 56.5 cm (22.4 inches), the length 372 is at least about 61 cm (24 inches), and a ratio of a length to a diameter of the inner core 324 is in a range of about 60 to about 500. In another example, the blade length is 96 in some embodiments, at least about 61 cm (24 inches), the end separation distance 370 is at least about 63.5 cm (25 inches), the length 372 is at least about 75 cm (29.5 inches), and a ratio of a length to a diameter of the inner core 324 is in a range of about 70 to about 500. In another example, the blade length is 96 in some embodiments, at least about 101.6 cm (40 inches), the end separation distance 370 is at least about 105.7 cm (41.6 inches), the length 372 is at least about 127 cm (49.9 inches), and a ratio of a length to a diameter of the inner core 324 is in a range of about 80 to about 800. In modified embodiments, the blade length 96 , the end separation distance 370 , the length 372 and the ratio of a length to a diameter of the inner core 324 any suitable values that match the sheathed core 310 allow to fulfill the function described here.

In speziellen Ausführungsformen würde ein Verwenden eines (nicht gezeigten) in ähnlicher Weise nicht linearen, jedoch nicht ummantelten inneren Kerns mit Verhältnissen von Länge zu Durchmesser von wenigstens etwa 25, wenigstens etwa 70 und/oder wenigstens etwa 80 aufweist, wie z.B., jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, der oben beschriebenen inneren Kerne 324, ein verhältnismäßig hohes Risiko aufweisen, bei der Herstellung einer zuverlässig brauchbaren Komponente 80, in deren Inneren der nicht lineare internen Durchgang 82 definiert ist, zu versagen. Beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, neigt das Gewicht eines derartigen, nicht ummantelten, nicht linearen inneren Kerns gewöhnlich dazu, wenigstens einen Abschnitt des nicht ummantelten Kerns einer Spannung auszusetzen, was die Gefahr eines Reißens oder Brechens des Keramikkerns vor oder während des Formens der (in 3 gezeigten) Gussformanordnung 301 und/oder der Komponente 80 erhöht. Wie oben erörtert, wird der inneren Kern 324 in einigen Ausführungsformen durch die hohle Struktur 320 jedoch strukturell wesentlich verstärkt, so dass der ummantelte Kern 310 im Zusammenhang mit einem Verbinden des inneren Kerns 324 mit der Gussform 300, um den nicht linearen internen Durchgang 82 zu bilden, Vorteile ermöglicht, während Probleme im Zusammenhang mit der Bruchempfindlichkeit des inneren Kerns 324 verringert oder beseitigt werden. In abgewandelten Ausführungsformen verstärkt die hohle Struktur 320 den inneren Kern 324 strukturell nicht wesentlich.In specific embodiments, using a (not shown) similarly non-linear, but uncoated, inner core having a length to diameter ratios of at least about 25, at least about 70, and / or at least about 80 would be such as, but not limited to to limit the inner cores described above 324 , have a relatively high risk in producing a reliably useful component 80 , inside which is the non-linear internal passage 82 is defined, to fail. For example, but not limited to, the weight of such uncoated, non-linear inner core tends to exposing at least a portion of the unjacketed core to stress, which increases the risk of cracking or breaking of the ceramic core prior to or during molding of the (in 3 shown) mold assembly 301 and / or the component 80 elevated. As discussed above, the inner core becomes 324 in some embodiments, through the hollow structure 320 However, structurally significantly reinforced, so that the sheathed core 310 in connection with connecting the inner core 324 with the mold 300 to the non-linear internal passage 82 allows to make advantages while problems related to the breakage sensitivity of the inner core 324 be reduced or eliminated. In modified embodiments, the hollow structure reinforces 320 the inner core 324 structurally not essential.

In einigen Ausführungsformen wird die hohle Struktur 320 vor Einführung des inneren Kernmaterials 326 im Inneren der hohlen Struktur 320, um den ummantelten Kern 310 zu bilden, vorgeformt, um einer ausgewählten nicht linearen Form des internen Durchgangs 82 zu entsprechen, was einen Bedarf, den inneren Kern 324 separat zu einer nicht linearen Gestalt zu formen und/oder maschinell zu bearbeiten, reduziert oder eliminiert. Spezieller wird die hohle Struktur 320 in einigen derartigen Ausführungsformen zumindest teilweise unter Verwendung eines geeigneten Additiv-Herstellungsprozesses geformt. Beispielsweise wird ein Computerentwurfsmodell der hohlen Struktur 320 zwischen dem ersten Ende 362 und dem zweiten Ende 364 in eine Serie von dünnen, parallelen Schichten geschnitten. Eine computernumerisch gesteuerte (CNC-)Maschine scheidet in Übereinstimmung mit den Modellschichten von dem ersten Ende 362 zu dem zweiten Ende 364 aufeinanderfolgende Schichten des ersten Materials 322 ab, um die hohle Struktur 320 zu bilden. Drei derartige veranschaulichte Schichten sind als Schichten 366, 367 und 368 gezeigt. In einigen Ausführungsformen werden die aufeinanderfolgenden Schichten des ersten Materials 322 unter Verwendung wenigstens eines unmittelbaren Metalllaserschmelz(DMLM)-Verfahrens, eines unmittelbaren Metalllasersinter(Direct Metal Laser Sintering, DMLS)-Verfahrens und/oder eines selektiven Lasersinter(Selective Laser Sintering, SLS)-Verfahrens abgeschieden. Zusätzlich oder alternativ werden die aufeinanderfolgenden Schichten des ersten Materials 322 mittels eines beliebigen geeigneten Verfahrens abgeschieden, das es erlaubt, die hohle Struktur 320 zu formen, wie es hier beschrieben ist. Weiter ist das erste Material 322 in einigen Ausführungsformen ferner ausgewählt, um mit dem entsprechenden ausgewählten Beschichtungsprozess kompatibel zu sein und/oder diesen zu ermöglichen.In some embodiments, the hollow structure becomes 320 before introduction of the inner core material 326 inside the hollow structure 320 to the sheathed core 310 to form, preformed, to a selected non-linear shape of the internal passage 82 to meet what a need, the inner core 324 form separately and / or machined, reduced or eliminated to a non-linear shape. More specifically, the hollow structure becomes 320 in some such embodiments at least partially formed using a suitable additive manufacturing process. For example, a computer design model becomes the hollow structure 320 between the first end 362 and the second end 364 cut into a series of thin, parallel layers. A computer numerical control (CNC) machine shears in accordance with the model layers from the first end 362 to the second end 364 successive layers of the first material 322 off to the hollow structure 320 to build. Three such illustrated layers are as layers 366 . 367 and 368 shown. In some embodiments, the successive layers of the first material become 322 using at least one direct metal laser melt (DMLM) process, a direct metal laser sintering (DMLS) process and / or a selective laser sintering (SLS) process. Additionally or alternatively, the successive layers of the first material 322 deposited by any suitable method that allows the hollow structure 320 to shape as described here. Next is the first material 322 further selected in some embodiments to be compatible with and / or enable the corresponding selected coating process.

In einigen Ausführungsformen gestattet die Bildung der hohlen Struktur 320 durch einen Additiv-Herstellungsprozess, die nicht lineare hohle Struktur 320 mit einer strukturellen Kompliziertheit, Genauigkeit und/oder Reproduzierbarkeit zu formen, die sich beispielsweise nicht durch ein Bearbeiten eines vorgeformten geraden Rohrs mit Blick auf die vorab ausgewählte nicht lineare Gestalt der hohlen Struktur 320 erzielen lässt. Dementsprechend gestattet die Bildung der hohlen Struktur 320 durch einen Additiv-Herstellungsprozess die Ausbildung des nicht linearen inneren Kerns 324 und somit des nicht linearen internen Durchgangs 82 mit einer entsprechend höheren strukturellen Kompliziertheit, Genauigkeit und/oder Reproduzierbarkeit. Zusätzlich oder alternativ gestattet die Bildung der hohlen Struktur 320 während eines Additiv-Herstellungsprozesses die Bildung nicht linearer interner Durchgänge 82, die der Komponente 80 in einem gesonderten Verfahren, nach einer anfänglichen Formung der Komponente 80 in der Gussform 300, wie oben erörtert, nicht zuverlässig hinzugefügt werden könnten.In some embodiments, the formation allows the hollow structure 320 through an additive manufacturing process, the non-linear hollow structure 320 of structural complexity, accuracy and / or reproducibility, for example, not by machining a preformed straight pipe with respect to the preselected nonlinear shape of the hollow structure 320 achieve. Accordingly, the formation of the hollow structure allows 320 by an additive manufacturing process, the formation of the non-linear inner core 324 and thus the non-linear internal passage 82 with a correspondingly higher structural complexity, accuracy and / or reproducibility. Additionally or alternatively, the formation allows the hollow structure 320 during an additive manufacturing process, the formation of non-linear internal vias 82 that of the component 80 in a separate process, after initial molding of the component 80 in the mold 300 as discussed above, could not be reliably added.

7 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht drei zusätzliche Ausführungsformen des ummantelten Kerns 310 zur Verwendung in der (in 3 gezeigten) Gussformanordnung 301. In jeder Ausführungsform wird der ummantelte Kern 310 gestaltet, um einer ausgewählten nicht linearen Form des internen Durchgangs 82 zu entsprechen, d.h. die hohle Struktur 320 wird so gestaltet, dass der innere Kern 324, der im Inneren der hohlen Struktur 320 angeordnet ist, den nicht linearen internen Durchgang 82 im Inneren der (in 2 gezeigten) Komponente 80 definiert, wenn die Komponente 80 in der Gussform 300 ausgebildet wird. In der ersten Ausführungsform, die in 7 links gezeigt ist, weist die hohle Struktur 320 mehrere im Wesentlichen lineare Segmente 374 auf, die in Reihe verbunden sind, wobei jedes benachbarte Paar lineare Segmente 374 dazwischen einen entsprechenden Winkel 376 definiert. In Entsprechung ist der innere Kern 324 gestaltet, um den internen Durchgang 82 im Inneren der Komponente 80 als eine Reihe von linearen Segmenten zu bilden, die unter entsprechenden Winkeln 376 vereinigt sind. In der zweiten Ausführungsform, die in der Mitte von 7 gezeigt ist, weist die hohle Struktur 320 mehrere im Wesentlichen lineare Segmente 374 auf, die in Reihe mit mehreren gekrümmten Segmenten 378 verbunden sind, wobei jedes benachbarte Paar von Segmenten 374 und/oder 378 dazwischen einen entsprechenden Winkel 376 bildet. In Entsprechung ist der innere Kern 324 gestaltet, um den internen Durchgang 82 im Inneren der Komponente 80 als eine Reihe von linearen und gekrümmten Segmenten zu bilden, die unter entsprechenden Winkeln 376 vereinigt sind. In der vierten Ausführungsform, die in 7 rechts gezeigt ist, definiert die hohle Struktur 320 eine im Wesentlichen spiralförmige Gestalt 382. In Entsprechung ist der innere Kern 324 gestaltet, um den internen Durchgang 82 im Inneren der Komponente 80 eine im Wesentlichen spiralförmige Gestalt zu verleihen. 7 shows in a schematic perspective view three additional embodiments of the sheathed core 310 for use in the (in 3 shown) mold assembly 301 , In each embodiment, the sheathed core becomes 310 designed to a selected non-linear shape of the internal passage 82 to comply, ie the hollow structure 320 is designed to be the inner core 324 inside the hollow structure 320 is arranged, the non-linear internal passage 82 inside the (in 2 shown) component 80 defines if the component 80 in the mold 300 is trained. In the first embodiment, the in 7 The left side shows the hollow structure 320 several substantially linear segments 374 which are connected in series, each adjacent pair being linear segments 374 in between a corresponding angle 376 Are defined. In correspondence is the inner core 324 designed to the internal passage 82 inside the component 80 as a series of linear segments that form at appropriate angles 376 united. In the second embodiment, in the middle of 7 is shown has the hollow structure 320 several substantially linear segments 374 on in series with multiple curved segments 378 are connected, each adjacent pair of segments 374 and or 378 in between a corresponding angle 376 forms. In correspondence is the inner core 324 designed to the internal passage 82 inside the component 80 as a series of linear and curved segments that form at appropriate angles 376 united. In the fourth embodiment, which is in 7 shown on the right defines the hollow structure 320 a substantially spiral shape 382 , In correspondence is the inner core 324 designed to the internal passage 82 inside the component 80 to impart a substantially spiral shape.

Obwohl die veranschaulichten Ausführungsformen die hohle Struktur 320 mit einem über ihre Länge allgemein sich wiederholenden Muster der linearen Segmente 374, der gekrümmten Segmente 378, der Winkel 376 und/oder der spiralförmigen Segmente 382 zeigen, sollte klar sein, dass die hohle Struktur 320 über ihre Länge hinweg eine beliebige geeignete Abwandlung der Position, Länge, Querschnittsabmessung und Gestalt der linearen Segmente 374, der gekrümmten Segmente 378, der Winkel 376 und/oder der spiralförmigen Segmente 382 aufweist, die es der hohlen Struktur 320 erlaubt, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen. Although the illustrated embodiments are the hollow structure 320 with a generally repetitive pattern of the linear segments over its length 374 , the curved segments 378 , the angle 376 and / or the spiral segments 382 show, it should be clear that the hollow structure 320 any suitable variation in position, length, cross-sectional dimension and shape of the linear segments over its length 374 , the curved segments 378 , the angle 376 and / or the spiral segments 382 it has the hollow structure 320 allows to fulfill the function described here.

Jeder veranschaulichte ummantelte Kern 310 weist die Länge 372 auf, die aus Gründen der Übersichtlichkeit für jede Ausführungsform separat in gestrichelten Linien gezeigt ist. Jeder veranschaulichte ummantelte Kern 310 definiert ferner den Endentrennungsabstand 370. Ein Verhältnis der Länge 372 zu dem Endentrennungsabstand 370 ist ein Maß für einen Grad einer Nichtlinearität des ummantelten Kerns 310, und somit einer Nichtlinearität der hohlen Struktur 320 und des inneren Kerns 324. Beispielsweise beträgt der Endentrennungsabstand 370 in manchen Ausführungsformen, bei denen der ummantelte Kern 310, wie in 6 gezeigt, gestaltet ist, mindestens etwa 61 cm (24 Zoll), die Länge 372 beträgt mindestens etwa 75 cm (29,5 Zoll) und der innere Kern 324 definiert ein Verhältnis einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 1,2. In einem weiteren Beispiel beträgt der Endentrennungsabstand 370 in der Ausführungsform, die in 7 links dargestellt ist, mindestens etwa 2,54 cm (1 Zoll), die Länge 372 beträgt mindestens etwa 9,6 cm (3,8 Zoll), und der innere Kern 324 definiert ein Verhältnis einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 3,8. In einem weiteren Beispiel beträgt der Endentrennungsabstand 370 in der Ausführungsform, die in der Mitte von 7 gezeigt ist, mindestens etwa 2,54 cm (1 Zoll), die Länge 372 beträgt mindestens etwa 7,6 cm (3 Zoll) und der innere Kern 324 definiert ein Verhältnis einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 3. In einem weiteren Beispiel beträgt der Endentrennungsabstand 370 in der Ausführungsform, die in 7 rechts dargestellt ist, mindestens etwa 2,54 cm (1 Zoll), die Länge 372 beträgt mindestens etwa 15,2 cm (6 Zoll) und der innere Kern 324 definiert ein Verhältnis einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 6.Each illustrated jacketed core 310 indicates the length 372 which for reasons of clarity is shown separately in dashed lines for each embodiment. Each illustrated jacketed core 310 further defines the end separation distance 370 , A ratio of length 372 to the end separation distance 370 is a measure of a degree of nonlinearity of the sheathed core 310 , and thus a nonlinearity of the hollow structure 320 and the inner core 324 , For example, the end separation distance is 370 in some embodiments where the sheathed core 310 , as in 6 Shown is, at least about 61 cm (24 inches), the length 372 is at least about 75 cm (29.5 inches) and the inner core 324 defines a ratio of a length to an end separation distance of at least about 1.2. In another example, the end separation distance is 370 in the embodiment shown in FIG 7 left, at least about 2.54 cm (1 inch), the length 372 is at least about 9.6 cm (3.8 inches), and the inner core 324 defines a ratio of a length to an end separation distance of at least about 3.8. In another example, the end separation distance is 370 in the embodiment, in the middle of 7 shown at least about 2.54 cm (1 inch) in length 372 is at least about 7.6 cm (3 inches) and the inner core 324 defines a ratio of a length to an end separation distance of at least about 3. In another example, the end separation distance is 370 in the embodiment shown in FIG 7 shown to the right, at least about 2.54 cm (1 inch), the length 372 is at least about 15.2 cm (6 inches) and the inner core 324 defines a ratio of a length to an end separation distance of at least about 6.

Wie oben beschrieben, wird der ummantelte Kern 310 gebildet, indem das Innenkernmaterial 326 im Inneren der hohlen Struktur 320 entfernt wird, so dass der innere Kern 324 durch den inneren Abschnitt 360 der hohlen Struktur 320 komplementär gestaltet ist. Daran anschließend wird der ummantelte Kern 310 in Bezug auf die Gussform 300 positioniert, und es wird der Gussform 300 geschmolzenes Komponentenmaterial 78 hinzugefügt, so dass der innere Kern 324 den internen Durchgang 82 im Inneren der Komponente 80 bildet. In speziellen Ausführungsformen würde eine Verwendung eines (nicht gezeigten) in ähnlicher Weise nicht linearen, jedoch nicht ummantelten inneren Kerns mit Verhältnissen einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 1,2, wenigstens etwa 3, und/oder wenigstens etwa 6, z.B. jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, der oben beschriebenen inneren Kerne 324, ein verhältnismäßig hohes Risiko darstellen, bei der Herstellung einer zuverlässig brauchbaren Komponente 80, in deren Inneren der nicht lineare internen Durchgang 82 definiert ist, zu versagen. Beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, steigern die Spannungskonzentrationen, die durch die Nichtlinearitäten eingeführt sind, die Gefahr eines Reißens oder Brechens des nicht ummantelten Keramikkerns vor oder während eines Entfernens des Kerns aus einer Kerngussform, einer Bildung der (in 3 gezeigten) Gussformanordnung 301 und/oder einer Bildung der Komponente 80. Wie oben erörtert, verstärkt die hohle Struktur 320 jedoch in einigen Ausführungsformen den inneren Kern 324 strukturell wesentlich, so dass der ummantelte Kern 310 Vorteile im Zusammenhang mit einem Verbinden des inneren Kerns 324 mit der Gussform 300, um den nicht linearen internen Durchgang 82 zu bilden, ermöglicht, während Probleme im Zusammenhang mit der Bruchempfindlichkeit des inneren Kerns 324 verringert oder beseitigt werden. In abgewandelten Ausführungsformen verstärkt die hohle Struktur 320 den inneren Kern 324 strukturell nicht wesentlich.As described above, the sheathed core becomes 310 formed by the inner core material 326 inside the hollow structure 320 is removed, leaving the inner core 324 through the inner section 360 the hollow structure 320 is designed to be complementary. Following this is the sheathed core 310 in terms of the mold 300 positioned, and it becomes the mold 300 melted component material 78 added so that the inner core 324 the internal passage 82 inside the component 80 forms. In particular embodiments, use of a similarly non-linear, but not encapsulated inner core (not shown) having ratios of a length to an end separation distance of at least about 1.2, at least about 3, and / or at least about 6, but without, for example to limit it to the inner cores described above 324 represent a relatively high risk in producing a reliably useful component 80 , inside which is the non-linear internal passage 82 is defined, to fail. For example, but not limited to, the stress concentrations introduced by the nonlinearities increase the risk of cracking or fracturing of the unjacketed ceramic core prior to or during core removal from a core mold, formation of (in 3 shown) mold assembly 301 and / or a formation of the component 80 , As discussed above, the hollow structure enhances 320 however, in some embodiments, the inner core 324 structurally essential, so that the sheathed core 310 Advantages associated with connecting the inner core 324 with the mold 300 to the non-linear internal passage 82 while allowing problems related to the breakage sensitivity of the inner core 324 be reduced or eliminated. In modified embodiments, the hollow structure reinforces 320 the inner core 324 structurally not essential.

In speziellen Ausführungsformen wird die hohle Struktur 320 wieder vor dem Entfernen des dazwischenliegenden inneren Kernmaterials 326 vorgefertigt, wobei zumindest teilweise ein geeigneter Additiv-Herstellungsprozess verwendet wird, in dem beispielsweise eine CNC-Maschine von dem ersten Ende 362 zu dem zweiten Ende 364 aufeinanderfolgende Schichten des ersten Materials 322 abscheidet, um die hohle Struktur 320 zu bilden. Spezieller scheidet die CNC-Maschine aufeinanderfolgende Schichten des ersten Materials 322 ab, um jede folgende Schicht, z.B. die veranschaulichte Schicht 366, der hohlen Struktur 320 zu bilden. Wie oben beschrieben, gestattet das Bilden der hohlen Struktur 320 unter Verwendung eines geeigneten Additiv-Herstellungsprozesses ein Bilden der nicht linearen Aspekte des ummantelten Kerns 310, z.B. jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, entsprechende Winkel 376 und/oder spiralförmige Abschnitte 382, mit einer strukturellen Kompliziertheit, Genauigkeit und/oder Reproduzierbarkeit, die sich mittels anderer Verfahren nicht erzielen lassen.In specific embodiments, the hollow structure becomes 320 again before removing the intervening inner core material 326 prefabricated, wherein at least partially a suitable additive manufacturing process is used, in which, for example, a CNC machine from the first end 362 to the second end 364 successive layers of the first material 322 separates to the hollow structure 320 to build. More specifically, the CNC machine separates successive layers of the first material 322 off to every next layer, eg the layer illustrated 366 , the hollow structure 320 to build. As described above, forming the hollow structure allows 320 using a suitable additive manufacturing process, forming the nonlinear aspects of the sheathed core 310 However, for example, without wishing to be limited, corresponding angles 376 and / or spiral sections 382 , with a structural complexity, accuracy and / or reproducibility that can not be achieved by other methods.

8 zeigt eine schematische Schnittansicht von sechs zusätzlichen Ausführungsformen des ummantelten Kerns 310 zur Verwendung in der (in 3 gezeigten) Gussformanordnung 301. In jeder Ausführungsform ist der ummantelte Kern 310 so gestaltet, dass ein Querschnittsumfang des inneren Kerns 324 einem ausgewählten Querschnittsumfang des internen Durchgangs 82 entspricht, d.h. die hohle Struktur 320 wird so gestaltet, dass der Querschnittsumfang des inneren Kerns 324, der im Inneren der hohlen Struktur 320 angeordnet ist, den Querschnitt des internen Durchgangs 82 im Inneren der (in 2 gezeigten) Komponente 80 definiert, wenn die Komponente 80 in der Gussform 300 gebildet wird. 8th shows a schematic sectional view of six additional embodiments of the sheathed core 310 for use in the (in 3 shown) mold assembly 301 , In each embodiment, the sheathed core is 310 designed so that a cross-sectional circumference of the inner core 324 a selected cross-sectional perimeter of the internal passage 82 corresponds, ie the hollow structure 320 is designed so that the cross-sectional circumference of the inner core 324 inside the hollow structure 320 is arranged, the cross section of the internal passage 82 inside the (in 2 shown) component 80 defines if the component 80 in the mold 300 is formed.

In speziellen Ausführungsformen wird eine Leistung des internen Durchgangs 82 gesteigert, indem ein Querschnittsumfang wenigstens eines Abschnitts des internen Durchgangs 82 in Bezug auf eine Querschnittsfläche wenigstens des Abschnitts des internen Durchgangs 82 gesteigert wird. Als ein nicht als beschränkend zu bewertendes Beispiel ist der interne Durchgang 82 dazu eingerichtet, ein Kühlfluid durch die Komponente 80 zu leiten, und eine Wärmeübertragungsleistung des internen Durchgangs 82 wird durch einen Querschnitt verbessert, der einen benetzten Umfang des internen Durchgangs 82 für eine vorgegebene Querschnittsfläche des internen Durchgangs 82 vergrößert. Ein Maß für den Umfang bezogen auf die Fläche ist ein Verhältnis von einem Querschnittsumfang im Quadrat zu der Querschnittsumfangsfläche, hier als "p2A-Verhältnis" bezeichnet.In specific embodiments, a performance of the internal passage becomes 82 increased by a cross-sectional perimeter of at least a portion of the internal passage 82 with respect to a cross-sectional area of at least the portion of the internal passage 82 is increased. As a non-limiting example, the internal pass is 82 adapted to a cooling fluid through the component 80 to conduct, and a heat transfer performance of the internal passage 82 is improved by a cross-section that occupies a wetted perimeter of the internal passageway 82 for a given cross-sectional area of the internal passage 82 increased. A measure of the perimeter area is a ratio of a cross-sectional perimeter squared to the perimeter perimeter area, referred to herein as the "p2A Ratio".

Beispielsweise weist der innere Kern 324 in der ersten Ausführungsform, die in 8 links gezeigt ist, einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnittsumfang auf. In Entsprechung ist der innere Kern 324 gestaltet, um einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt des internen Durchgangs 82 im Inneren der Komponente 80 zu definieren, und er definiert ein p2A-Verhältnis von etwa 12,6.For example, the inner core 324 in the first embodiment, which is in 8th shown on the left, a substantially circular cross-sectional circumference. In correspondence is the inner core 324 designed to have a substantially circular cross-section of the internal passage 82 inside the component 80 and defines a p2A ratio of about 12.6.

In einem weiteren Beispiel weist der innere Kern 324 in der Ausführungsform, die in 8 als zweite von links dargestellt ist, einen im Wesentlichen T-förmigen Querschnittsumfang auf. In Entsprechung ist der innere Kern 324 gestaltet, um einen im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt des internen Durchgangs 82 im Inneren der Komponente 80 zu definieren, und er definiert ein p2A-Verhältnis von etwa 28,2. In another example, the inner core 324 in the embodiment shown in FIG 8th is shown as the second from the left, a substantially T-shaped cross-sectional circumference. In correspondence is the inner core 324 designed to be a substantially T-shaped cross section of the internal passageway 82 inside the component 80 and defines a p2A ratio of about 28.2.

In einem weiteren Beispiel weist der innere Kern 324 in der Ausführungsform, die in 8 als dritte von links dargestellt ist, einen im Wesentlichen H-förmigen Querschnittsumfang auf. In Entsprechung ist der innere Kern 324 gestaltet, um einen im Wesentlichen H-förmigen Querschnitt des internen Durchgangs 82 im Inneren der Komponente 80 zu definieren, und er definiert ein p2A-Verhältnis von etwa 44,6. In another example, the inner core 324 in the embodiment shown in FIG 8th is shown as the third from the left, a substantially H-shaped cross-sectional circumference. In correspondence is the inner core 324 designed to a substantially H-shaped cross section of the internal passage 82 inside the component 80 and defines a p2A ratio of about 44.6.

In einem weiteren Beispiel weist der innere Kern 324 in der Ausführungsform, die in 8 als vierte von links dargestellt ist, einen im Wesentlichen sichelförmigen Querschnittsumfang auf. In Entsprechung ist der innere Kern 324 gestaltet, um einen im Wesentlichen sichelförmigen Querschnitt des internen Durchgangs 82 im Inneren der Komponente 80 zu definieren, und er definiert ein p2A-Verhältnis von etwa 35,5. In another example, the inner core 324 in the embodiment shown in FIG 8th is shown as a fourth from the left, a substantially crescent-shaped cross-sectional circumference. In correspondence is the inner core 324 designed to be a substantially crescent-shaped cross section of the internal passage 82 inside the component 80 and defines a p2A ratio of about 35.5.

In einem weiteren Beispiel weist der innere Kern 324 in der Ausführungsform, die in 8 als fünfte von links dargestellt ist, im Wesentlichen einen Querschnittsumfang von der Gestalt eines fünfzackigen Sterns auf. In Entsprechung ist der innere Kern 324 gestaltet, um im Wesentlichen einen Querschnitt von der Gestalt eines fünfzackigen Sterns des internen Durchgangs 82 im Inneren der Komponente 80 zu definieren, und er definiert ein p2A-Verhältnis von etwa 46,8.In another example, the inner core 324 in the embodiment shown in FIG 8th shown as the fifth from the left, essentially a cross-sectional perimeter of the shape of a five-pointed star. In correspondence is the inner core 324 designed to be substantially a cross-section of the shape of a five-pointed star of the internal passage 82 inside the component 80 and defines a p2A ratio of about 46.8.

In einem weiteren Beispiel weist der innere Kern 324 in der Ausführungsform, die in 8 rechts dargestellt ist, im Wesentlichen einen Querschnittsumfang von der Gestalt eines zwölfzackigen Sterns auf. In Entsprechung ist der innere Kern 324 gestaltet, um im Wesentlichen einen Querschnitt von der Gestalt eines zwölfzackigen Sterns des internen Durchgangs 82 im Inneren der Komponente 80 zu definieren, und er definiert ein p2A-Verhältnis von etwa 89,2.In another example, the inner core 324 in the embodiment shown in FIG 8th shown to the right, substantially a cross-sectional perimeter of the shape of a twelve-pointed star. In correspondence is the inner core 324 designed to be substantially a cross-section of the shape of a twelve-pointed star of the internal passage 82 inside the component 80 and defines a p2A ratio of about 89.2.

Wie oben beschrieben, wird der ummantelte Kern 310 gebildet, indem das Innenkernmaterial 326 im Inneren der hohlen Struktur 320 entfernt wird, so dass der innere Kern 324 durch den inneren Abschnitt 360 der hohlen Struktur 320 komplementär gestaltet ist. Daran anschließend wird der ummantelte Kern 310 in Bezug auf die Gussform 300 positioniert, und es wird der Gussform 300 geschmolzenes Komponentenmaterial 78 hinzugefügt, so dass der innere Kern 324 den internen Durchgang 82 im Inneren der Komponente 80 bildet. In speziellen Ausführungsformen würde ein Verwenden (nicht gezeigter) ähnlicher, jedoch nicht ummantelter innerer Kerne mit p2A-Verhältnissen von wenigstens etwa 40 und/oder wenigstens etwa 80, z.B. jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, der oben beschriebenen inneren Kerne 324, ein verhältnismäßig hohes Risiko darstellen, bei einer zuverlässigen Herstellung einer brauchbaren Komponente 80, die den internen Durchgang 82 aufweist, der ein verhältnismäßig hohes p2A-Verhältnis darin definiert, zu versagen. Beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, steigern die Spannungskonzentrationen, die durch die komplizierte Gestalt des Querschnittsumfangs eingeführt sind, das Risiko eines Reißens oder Brechens des nicht ummantelten Keramikkerns vor oder während eines Entfernens des Kerns aus einer Kerngussform, einer Bildung der (in 3 gezeigten) Gussformanordnung 301 und/oder einer Bildung der Komponente 80. Wie oben erörtert, verstärkt die hohle Struktur 320 jedoch in einigen Ausführungsformen den inneren Kern 324 strukturell wesentlich, so dass der ummantelte Kern 310 Vorteile im Zusammenhang mit einem Verbinden des inneren Kerns 324 mit der Gussform 300, um den internen Durchgang 82 zu bilden, ermöglicht, der ein verhältnismäßig hohes p2A-Verhältnis aufweist, während Probleme im Zusammenhang mit der Bruchempfindlichkeit des inneren Kerns 324 verringert oder beseitigt werden. In abgewandelten Ausführungsformen verstärkt die hohle Struktur 320 den inneren Kern 324 strukturell nicht wesentlich.As described above, the sheathed core becomes 310 formed by the inner core material 326 inside the hollow structure 320 is removed, leaving the inner core 324 through the inner section 360 the hollow structure 320 is designed to be complementary. Following this is the sheathed core 310 in terms of the mold 300 positioned, and it becomes the mold 300 melted component material 78 added so that the inner core 324 the internal passage 82 inside the component 80 forms. In particular embodiments, using (not shown) similar but uncovered inner cores having p2A ratios of at least about 40 and / or at least about 80, for example, but not limited to, would require the inner cores described above 324 , represent a relatively high risk, with a reliable production of a usable component 80 that the internal passage 82 having a relatively high p2A ratio defined therein to fail. For example, however without being limited thereto, the stress concentrations introduced by the complicated shape of the cross-sectional periphery increase the risk of cracking or breaking of the unjacketed ceramic core prior to or during removal of the core from a core mold, forming the (in 3 shown) mold assembly 301 and / or a formation of the component 80 , As discussed above, the hollow structure enhances 320 however, in some embodiments, the inner core 324 structurally essential, so that the sheathed core 310 Advantages associated with connecting the inner core 324 with the mold 300 to the internal passage 82 while having a relatively high p2A ratio, problems associated with the breakage sensitivity of the inner core 324 be reduced or eliminated. In modified embodiments, the hollow structure reinforces 320 the inner core 324 structurally not essential.

In speziellen Ausführungsformen wird die hohle Struktur 320 wieder vor dem Entfernen des dazwischenliegenden inneren Kernmaterials 326 vorgefertigt, wobei zumindest teilweise ein geeigneter Additiv-Herstellungsprozess verwendet wird, in dem beispielsweise eine CNC-Maschine von dem ersten Ende 362 zu dem (in 7 gezeigten) zweiten Ende 364 aufeinanderfolgende Schichten des ersten Materials 322 abscheidet, um die hohle Struktur 320 zu bilden. Spezieller scheidet die CNC-Maschine aufeinanderfolgende Schichten des ersten Materials 322 ab, um jede folgende Schicht der hohlen Struktur 320 zu bilden. Wie oben beschrieben, gestattet das Bilden der hohlen Struktur 320 unter Verwendung eines geeigneten Additiv-Herstellungsprozesses ein Bilden komplizierter Querschnittsumfänge des ummantelten Kerns 310, mit einer strukturellen Kompliziertheit, Genauigkeit und/oder Reproduzierbarkeit, die sich mittels anderer Verfahren nicht erzielen lässt. Darüber hinaus ermöglicht das Bilden der hohlen Struktur 320 unter Verwendung eines geeigneten Additiv-Herstellungsprozesses ein Ausbilden der hohlen Struktur 320 mit einer ausgewählten nicht linearen Gestalt über die Länge der hohlen Struktur 320, wie vorstehend beschrieben und/oder komplizierter Querschnittsumfänge entlang von Abschnitten der hohlen Struktur 320 in einem einzigen Formungsverfahren mit geringerer oder überhaupt keiner Störung zwischen den gesonderten Konstruktionsparametern.In specific embodiments, the hollow structure becomes 320 again before removing the intervening inner core material 326 prefabricated, wherein at least partially a suitable additive manufacturing process is used, in which, for example, a CNC machine from the first end 362 to the (in 7 shown) second end 364 successive layers of the first material 322 separates to the hollow structure 320 to build. More specifically, the CNC machine separates successive layers of the first material 322 off to every next layer of the hollow structure 320 to build. As described above, forming the hollow structure allows 320 forming a complicated cross-sectional periphery of the sheathed core using a suitable additive manufacturing process 310 , with a structural complexity, accuracy and / or reproducibility that can not be achieved by other methods. In addition, forming the hollow structure allows 320 forming the hollow structure using a suitable additive manufacturing process 320 with a selected nonlinear shape along the length of the hollow structure 320 as described above and / or complicated cross-sectional circumferences along portions of the hollow structure 320 in a single molding process with little or no interference between the separate design parameters.

9 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen Abschnitt einer weiteren beispielhaften Komponente 80, die den internen Durchgang 82 mit mehreren Durchgangswandmerkmalen 98 aufweist. Beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, sind die Durchgangswandmerkmale 98 Turbulatoren, die die Wärmeübertragungsfähigkeit eines Kühlfluids verbessern, das dem internen Durchgang 82 während des Betriebs der rotierenden Maschine 10 zugeführt wird. 10 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen weiteren beispielhaften ummantelten Kern 310 zur Verwendung in der Gussformanordnung 301, um die Komponente 80 zu bilden, die die Durchgangswandmerkmale 98 aufweist, wie in 9 gezeigt. Insbesondere ist ein Abschnitt der hohlen Struktur 320 in der Ansicht von 10 abgeschnitten, um Merkmale des inneren Kerns 324 zu veranschaulichen. 9 shows in a schematic perspective view a portion of another exemplary component 80 that the internal passage 82 with several passage wall features 98 having. By way of example, but not limited to, the passageway features are 98 Turbulators that improve the heat transfer capability of a cooling fluid, the internal passage 82 during operation of the rotating machine 10 is supplied. 10 shows in a schematic perspective view another exemplary coated core 310 for use in the mold assembly 301 to the component 80 to form the passageway wall features 98 has, as in 9 shown. In particular, a section of the hollow structure 320 in the view of 10 cut off to features of the inner core 324 to illustrate.

Unter Bezugnahme auf 9 und 10 ist der interne Durchgang 82 durch eine innere Wand 100 der Komponente 80 definiert, und die Durchgangswandmerkmale 98 erstrecken sich von der inneren Wand 100 allgemein in Richtung einer Mitte des internen Durchgangs 82 radial nach innen. Wie oben erörtert, definiert die Gestalt des inneren Kerns 324 die Gestalt des internen Durchgangs 82. In speziellen Ausführungsformen weist eine Außenfläche 332 des inneren Kerns 324 wenigstens ein ausgespartes Merkmal 334 auf, das eine Gestalt hat, die zu einer Gestalt wenigstens eines Durchgangswandmerkmals 98 komplementär ist. Folglich definieren die Außenfläche 332 und die ausgesparten Merkmale 334 des inneren Kerns 324 in manchen Ausführungsformen eine Gestalt der inneren Wand 100 und der Durchgangswandmerkmale 98 des internen Durchgangs 82.With reference to 9 and 10 is the internal passage 82 through an inner wall 100 the component 80 defined, and the passage wall features 98 extend from the inner wall 100 generally toward a center of the internal passageway 82 radially inward. As discussed above, the shape of the inner core defines 324 the shape of the internal passage 82 , In specific embodiments, has an outer surface 332 of the inner core 324 at least one recessed feature 334 which has a shape corresponding to a shape of at least one passage wall feature 98 is complementary. Consequently, define the outer surface 332 and the recessed features 334 of the inner core 324 in some embodiments, a shape of the inner wall 100 and the passageway wall features 98 of the internal passage 82 ,

Beispielsweise weisen die ausgesparten Merkmale 334 in manchen Ausführungsformen mehrere Nuten 350 auf, die in der Außenfläche 332 ausgebildet sind, so dass, wenn das geschmolzene Komponentenmaterial 78 in den Gussformhohlraum 304 eingebracht wird, der den ummantelten Kern 310 umgibt, und das erste Material 322 in das geschmolzene Komponentenmaterial 78 absorbiert wird, dass geschmolzene Komponentenmaterial 78 die mehreren Nuten 350 füllt. Das gekühlte Komponentenmaterial 78 in den Nuten 350 bildet die mehreren Durchgangswandmerkmale 98, nachdem der innere Kern 324, z.B., jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, unter Verwendung eines chemischen Auslaugverfahrens entfernt ist. Zusätzlich oder alternativ definiert der intakte Abschnitt des inneren Abschnitts 360, der gegen das wenigstens eine ausgesparte Merkmal 334 gekoppelt ist, das wenigstens eine interne Durchgangswandmerkmal 98 bis zu einem Grad, bis zu dem ein Abschnitt des inneren Abschnitts 360 der hohlen Struktur 320 benachbart zu dem inneren Kern 324 intakt bleibt, nachdem das geschmolzene Komponentenmaterial 78 in den Gussformhohlraum 304 eingebracht und gekühlt ist. Beispielsweise ist jede Nut 350 mit einer Nutentiefe 336 und einer Nutenbreite 338 definiert, und jedes entsprechende Durchgangswandmerkmal 98 ist mit einer Merkmalhöhe 102, die im Wesentlichen gleich der Nutentiefe 336 ist, und einer Merkmalbreite 104 ausgebildet, die im Wesentlichen gleich der Nutenbreite 338 ist.For example, the recessed features 334 in some embodiments a plurality of grooves 350 on that in the outer surface 332 are formed, so that when the molten component material 78 into the mold cavity 304 is introduced, the sheathed core 310 surrounds, and the first material 322 into the molten component material 78 is absorbed, that molten component material 78 the several grooves 350 crowded. The cooled component material 78 in the grooves 350 forms the several passage wall features 98 after the inner core 324 , eg, but not limited to being removed using a chemical leaching process. Additionally or alternatively, the intact portion of the inner portion defines 360 that is against the at least one recessed feature 334 coupled, the at least one internal passage wall feature 98 to a degree to which a section of the inner section 360 the hollow structure 320 adjacent to the inner core 324 remains intact after the molten component material 78 into the mold cavity 304 introduced and cooled. For example, every groove 350 with a groove depth 336 and a groove width 338 defined, and any corresponding passage wall feature 98 is with a feature height 102 which are substantially equal to the groove depth 336 is, and a feature width 104 formed, which is substantially equal to the groove width 338 is.

11 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen Abschnitt einer weiteren beispielhaften Komponente 80, die den internen Durchgang 82 aufweist, der einen konturierten Querschnitt mit einem verhältnismäßig hohem p2A-Verhältnis hat. 12 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen weiteren beispielhaften ummantelten Kern 310 zur Verwendung in der Gussformanordnung 301, um die Komponente 80 zu bilden, die den internen Durchgang 82, wie in 11 gezeigt, aufweist. Insbesondere ist ein Abschnitt der hohlen Struktur 320 in der Ansicht nach 12 abgeschnitten, um Merkmale des inneren Kerns 324 zu veranschaulichen. 11 shows in a schematic perspective view a portion of another exemplary component 80 that the internal passage 82 having a contoured cross section having a relatively high p2A ratio. 12 shows in a schematic perspective view another exemplary coated core 310 for use in the mold assembly 301 to the component 80 to form the internal passage 82 , as in 11 shown. In particular, a section of the hollow structure 320 in the view 12 cut off to features of the inner core 324 to illustrate.

Unter Bezugnahme auf 11 und 12 ist die Komponente 80 in der Ausführungsform entweder die Rotorlaufschaufel 70 oder die Statorleitschaufel 72, und der interne Durchgang 82 ist in der Komponente 80 in der Nähe der Abströmkante 86 definiert. Spezieller ist der interne Durchgang 82 durch die innere Wand 100 der Komponente 80 definiert, um einen konturierten Querschnittsumfang aufzuweisen, der einer kegelig zulaufenden Geometrie der Abströmkante 86 entspricht. Die Durchgangswandmerkmale 98 sind entlang gegenüberliegender länglicher Ränder 110 des internen Durchgangs 82 gebildet, um als Turbulatoren zu wirken, und sie erstrecken sich von der inneren Wand 100 aus in Richtung einer Mitte des internen Durchgangs 82 nach innen. Obwohl die Durchgangswandmerkmale 98 als ein sich wiederholendes Muster von länglichen Kämmen veranschaulicht sind, die sämtliche quer zu einer Axialrichtung des internen Durchgangs 82 verlaufen, sollte es verständlich sein, dass die Durchgangswandmerkmale 98 in abgewandelten Ausführungsformen beliebige geeignete Formen, Ausrichtungen und/oder Muster aufweisen, die es dem internen Durchgang 82 erlauben, seine angestrebte Funktion zu erfüllen.With reference to 11 and 12 is the component 80 in the embodiment, either the rotor blade 70 or the stator vane 72 , and the internal passage 82 is in the component 80 near the trailing edge 86 Are defined. More special is the internal passage 82 through the inner wall 100 the component 80 defined to have a contoured cross-sectional perimeter of a tapered geometry of the trailing edge 86 equivalent. The passage wall features 98 are along opposite elongated edges 110 of the internal passage 82 formed to act as turbulators, and they extend from the inner wall 100 off toward a center of the internal passageway 82 inside. Although the passage wall features 98 are illustrated as a repeating pattern of elongated ridges, all transverse to an axial direction of the internal passage 82 It should be understood that the passage wall features 98 in modified embodiments, they may have any suitable shapes, orientations and / or patterns that suit the internal passageway 82 allow it to fulfill its intended function.

Wie oben erörtert, definieren die Gestalt der Außenfläche 332 und der ausgesparten Merkmale 334 des inneren Kerns 324 die Form der inneren Wand 100 und der Durchgangswandmerkmale 98 des internen Durchgangs 82. Spezieller weist der innere Kern 324 einen länglichen, sich verjüngenden Querschnittsumfang auf, der dem konturierten Querschnitt des internen Durchgangs 82 entspricht. In der Ausführungsform sind die ausgesparten Merkmale 334 als längliche Aussparungen 354 in gegenüberliegenden länglichen Seiten 346 der Außenfläche 332 definiert und weisen eine Gestalt auf, die, wie vorstehend beschrieben, zu einer Gestalt der Durchgangswandmerkmale 98 komplementär ist. Der innere Abschnitt 360 der hohlen Struktur 320 ist gestaltet, um die ausgewählte Gestalt der Außenfläche 332 des inneren Kerns 324 zu definieren und somit die ausgewählte Gestalt der Durchgangswandmerkmale 98 zu definieren.As discussed above, define the shape of the outer surface 332 and the recessed features 334 of the inner core 324 the shape of the inner wall 100 and the passageway wall features 98 of the internal passage 82 , The inner core is more specific 324 an elongated, tapered cross-sectional perimeter on the contoured cross-section of the internal passageway 82 equivalent. In the embodiment, the recessed features 334 as elongated recesses 354 in opposite oblong sides 346 the outer surface 332 define and have a shape that, as described above, to a shape of the passage wall features 98 is complementary. The inner section 360 the hollow structure 320 is designed to the selected shape of the outer surface 332 of the inner core 324 and thus the selected shape of the passage wall features 98 define.

Unter Bezugnahme auf 912 ist der innere Abschnitt 360 der hohlen Struktur 320 in manchen Ausführungsformen vorgeformt, um vor einem Füllen der hohlen Struktur 320 mit dem inneren Kernmaterial 326 eine ausgewählte Gestalt der Außenfläche 332 und der ausgesparten Merkmale 334 des inneren Kerns 324 zu definieren und auf diese Weise eine ausgewählte Gestalt der Durchgangswandmerkmale 98 zu definieren. Beispielsweise ist die hohle Struktur 320 an mehreren Stellen gebördelt, um mehrere Einkerbungen 340 zu definieren, und jede Einkerbung 340 bewirkt, dass der innere Abschnitt 360 der hohlen Struktur 320 ein entsprechendes ausgespartes Merkmal 334 bildet, wenn die hohle Struktur 320 mit dem inneren Kernmaterial 326 gefüllt wird. Eine Tiefe 342 jede Einkerbung 340 definiert im Zusammenwirken mit der Wandstärke 328 die Nutentiefe 336 der entsprechenden Nut 350. In einem weiteren Beispiel ist die hohle Struktur 320 an mehreren Stellen gebördelt, um mehrere Einkerbungen 340 zu definieren, und jede Einkerbung 340 bewirkt, dass der innere Abschnitt 360 eine entsprechende Aussparung 354 bildet, wenn die hohle Struktur 320 mit dem inneren Kernmaterial 326 gefüllt wird.With reference to 9 - 12 is the inner section 360 the hollow structure 320 preformed in some embodiments to prevent filling of the hollow structure 320 with the inner core material 326 a selected shape of the outer surface 332 and the recessed features 334 of the inner core 324 and thus define a selected shape of the passageway wall features 98 define. For example, the hollow structure 320 Crimped at several points to several notches 340 to define, and every notch 340 causes the inner section 360 the hollow structure 320 a corresponding omitted feature 334 forms when the hollow structure 320 with the inner core material 326 is filled. A depth 342 every notch 340 defined in cooperation with the wall thickness 328 the groove depth 336 the corresponding groove 350 , In another example, the hollow structure is 320 Crimped at several points to several notches 340 to define, and every notch 340 causes the inner section 360 a corresponding recess 354 forms when the hollow structure 320 with the inner core material 326 is filled.

In einem weiteren Beispiel ist die hohle Struktur 320 wieder zumindest teilweise unter Verwendung eines geeigneten Additiv-Herstellungsprozesses vorgefertigt, in dem beispielsweise eine CNC-Maschine von dem (in 7 gezeigten) ersten Ende 362 zu dem zweiten Ende 364 aufeinanderfolgende Schichten des ersten Materials 322 abscheidet, um die hohle Struktur 320 zu bilden. Spezieller scheidet die CNC-Maschine aufeinanderfolgende Schichten des ersten Materials 322 ab, um jede folgende Schicht der hohlen Struktur 320 zu bilden, einschließlich von folgenden Schichten des inneren Abschnitts 360, der gestaltet ist, um die Durchgangswandmerkmale 98 zu definieren. Wie oben beschrieben, gestattet das Bilden der hohlen Struktur 320 unter Verwendung eines geeigneten Additiv-Herstellungsprozesses, das Ausbilden des inneren Abschnitts 360 mit einer strukturellen Kompliziertheit, Genauigkeit und/oder Reproduzierbarkeit, die sich mittels anderer Verfahren nicht erzielen lassen. Außerdem ermöglicht das Bilden der hohlen Struktur 320 unter Verwendung eines geeigneten Additiv-Herstellungsprozesses, die hohle Struktur 320 mit dem inneren Abschnitt 360 auszubilden, der gestaltet ist, um die Durchgangswandmerkmale 98, eine ausgewählte nicht lineare Gestalt über die Länge der hohlen Struktur 320 und/oder komplizierte Querschnittsumfänge entlang von Abschnitten der hohlen Struktur 320, wie vorstehend beschrieben, mit verringerten oder keinen Störungen zwischen den gesonderten Konstruktionsparametern in einem einzigen Formungsvorgang zu bilden.In another example, the hollow structure is 320 again prefabricated, at least in part, using a suitable additive manufacturing process in which, for example, a CNC machine from the (in 7 shown) first end 362 to the second end 364 successive layers of the first material 322 separates to the hollow structure 320 to build. More specifically, the CNC machine separates successive layers of the first material 322 off to every next layer of the hollow structure 320 including subsequent layers of the inner section 360 which is designed around the passage wall features 98 define. As described above, forming the hollow structure allows 320 using a suitable additive manufacturing process, forming the inner portion 360 with a structural complexity, accuracy and / or reproducibility that can not be achieved by other methods. In addition, forming the hollow structure allows 320 using a suitable additive manufacturing process, the hollow structure 320 with the inner section 360 formed to the passageway wall features 98 , a selected nonlinear shape along the length of the hollow structure 320 and / or complicated cross-sectional circumferences along sections of the hollow structure 320 as described above, with reduced or no interference between the separate design parameters in a single molding operation.

In einigen Ausführungsformen reduziert das Formen der hohlen Struktur 320, um die ausgewählte Gestalt der Außenfläche 332 des inneren Kerns 324 vor dem Füllen der hohlen Struktur 320 zu definieren, mögliche Probleme im Zusammenhang mit einem Formen der Außenfläche 332, nachdem der innere Kern 324 geformt ist. Beispielsweise ist das Innenkernmaterial 326 ein verhältnismäßig sprödes Keramikmaterial, so dass durch eine unmittelbare spanabhebende Bearbeitung oder eine anderweitige Behandlung der Außenfläche 332 zur Formung der ausgesparten Merkmale 334 ein ziemlich hohes Risiko des Brechens, Reißens und/oder einer sonstigen Beschädigung des inneren Kerns 324 hervorgerufen würde. Somit ermöglicht der ummantelte Kern 310 ein Gestalten des inneren Kerns 324, so dass die Durchgangswandmerkmale 98 einstückig mit dem internen Durchgang 82 ausgebildet werden, während Probleme im Zusammenhang mit der Bruchempfindlichkeit des inneren Kerns 324 verringert oder beseitigt werden. In some embodiments, forming the hollow structure reduces 320 to the selected shape of the outer surface 332 of the inner core 324 before filling the hollow structure 320 to define possible problems associated with shaping the outer surface 332 after the inner core 324 is shaped. For example, the inner core material 326 a relatively brittle ceramic material, so that by a direct machining or other treatment of the outer surface 332 for shaping the recessed features 334 a fairly high risk of breakage, tearing and / or other damage to the inner core 324 would be caused. Thus, the sheathed core allows 310 a shape of the inner core 324 so that the passage wall features 98 integral with the internal passage 82 be formed while problems related to the breakage sensitivity of the inner core 324 be reduced or eliminated.

13 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht einen Abschnitt einer weiteren beispielhaften Komponente 80, die den internen Durchgang 82 mit einer weiteren Anzahl von Durchgangswandmerkmalen 98 aufweist. 14 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht noch eines beispielhaften ummantelten Kerns 310 zur Verwendung in der Gussformanordnung 301, um die Komponente 80 mit den Durchgangswandmerkmalen 98, wie in 13 gezeigt, zu bilden. In der veranschaulichten Ausführungsform ist jedes ausgesparte Merkmal 334 eine Aussparung 352, die sich über weniger als den gesamten Umfang des inneren Kerns 324 erstreckt, so dass sich jedes entsprechendes Durchgangswandmerkmal 98 rund um weniger als den gesamten Umfang des internen Durchgangs 82 erstreckt. 13 shows in a schematic perspective view a portion of another exemplary component 80 that the internal passage 82 with a further number of passage wall features 98 having. 14 FIG. 12 shows a schematic perspective view of yet another exemplary sheathed core. FIG 310 for use in the mold assembly 301 to the component 80 with the passage wall features 98 , as in 13 shown to form. In the illustrated embodiment, each recessed feature is 334 a recess 352 that span less than the entire circumference of the inner core 324 extends so that each corresponding passageway feature 98 around less than the entire circumference of the internal passage 82 extends.

In speziellen Ausführungsformen ist der ummantelte Kern 310 bearbeitet, um eine ausgewählte Gestalt der Außenfläche 332 und der ausgesparten Merkmale 334 des inneren Kerns 324 zu definieren und um auf diese Weise eine ausgewählte Gestalt der Durchgangswandmerkmale 98 nach dem Formen des inneren Kerns 324 in dem ummantelten Kern 310 zu definieren. Beispielsweise wird der ummantelte Kern 310 zu Beginn ohne die ausgesparten Merkmale 334 gebildet und anschließend mittels eines beliebigen geeigneten Verfahrens, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, eines spanabhebenden Bearbeitungsvorgangs, an mehreren Stellen bearbeitet, um in dem inneren Kern 324 Aussparungen 352 zu bilden. In einigen derartigen Ausführungsformen wird ein Abschnitt der hohlen Struktur 320 in der Nähe wenigstens eines ausgesparten Merkmals 334 entfernt, so dass in der hohlen Struktur 320 eine Öffnung 348 entsteht, um einen Zugriff auf die Außenfläche 332 des inneren Kerns 324 für eine spanabhebende Bearbeitung zu ermöglichen. Beispielsweise werden in der Ausführungsform in einem Vorgang maschineller Bearbeitung Aussparungen 352 in die Außenfläche 332 Abschnitte der hohlen Struktur 320 in der Nähe der Aussparungen 352 spanend abgetragen.In specific embodiments, the sheathed core is 310 edited to a selected shape of the outer surface 332 and the recessed features 334 of the inner core 324 and thus to define a selected shape of the passageway wall features 98 after forming the inner core 324 in the sheathed core 310 define. For example, the sheathed core becomes 310 at the beginning without the recessed features 334 formed and then processed by a plurality of machining operations, such as, but not limited to, a machining process, at any location in the inner core 324 recesses 352 to build. In some such embodiments, a portion of the hollow structure becomes 320 near at least one recessed feature 334 removed, leaving in the hollow structure 320 an opening 348 arises to gain access to the outside surface 332 of the inner core 324 to allow for a machining. For example, in the embodiment, in a machining process, recesses are made 352 in the outer surface 332 Sections of the hollow structure 320 near the recesses 352 removed by machining.

In einigen Ausführungsformen reduziert das Bearbeiten des ummantelten Kerns 310, um die ausgewählte Gestalt der Außenfläche 332 des inneren Kerns 324 nach dem Bilden des inneren Kerns 324 im Inneren des ummantelten Kerns 310 zu definieren, mögliche Probleme im Zusammenhang mit dem Füllen der hohlen Struktur 320, die (in 6 gezeigte) vorgefertigte Einkerbungen 340 aufweist, mit dem inneren Kernmaterial 326, beispielsweise das Problem des Sicherstellens, dass das Innenkernmaterial 326 jede Einkerbung 340 um eine Gestalt herum angemessen füllt. Zusätzlich ist in einigen derartigen Ausführungsformen eine Gestalt der ausgesparten Merkmale 334 ausgewählt, um die oben beschriebenen möglichen Probleme im Zusammenhang mit der spanabhebenden Bearbeitung des inneren Kernmaterials 326 zu verringern. Beispielsweise reduziert die spanabhebende Bearbeitung der Aussparungen 352, die sich lediglich teilweise um den Umfang des inneren Kerns 324 erstrecken, ein Risiko eines Bruchs, einer Rissbildung und/oder einer sonstigen Beschädigung des inneren Kerns 324. Zusätzlich oder alternativ verbessert die hohle Struktur 320 in einigen derartigen Ausführungsformen eine strukturelle Festigkeit des inneren Kerns 324 während der spanabhebenden Bearbeitungsschritte an dem ummantelten Kern 310, was das Risiko von Bruch, Rissbildung und/oder einer sonstigen Beschädigung des inneren Kerns 324 weiter reduziert. Somit vereinfacht der ummantelte Kern 310 das Gestalten des inneren Kerns 324 nochmals, so dass die Durchgangswandmerkmale 98 einstückig mit dem internen Durchgang 82 ausgebildet werden, während Probleme im Zusammenhang mit der Bruchempfindlichkeit des inneren Kerns 324 verringert oder beseitigt werden.In some embodiments, processing of the sheathed core reduces 310 to the selected shape of the outer surface 332 of the inner core 324 after forming the inner core 324 inside the sheathed core 310 to define possible problems related to filling the hollow structure 320 , in the 6 shown) prefabricated notches 340 having, with the inner core material 326 For example, the problem of ensuring that the inner core material 326 every notch 340 Fills around a figure appropriately. In addition, in some such embodiments, a shape of the recessed features 334 selected to address the above-described potential problems associated with the machining of the inner core material 326 to reduce. For example, the machining of the recesses reduces 352 that only partially surround the circumference of the inner core 324 a risk of breakage, cracking and / or other damage to the inner core 324 , Additionally or alternatively, the hollow structure improves 320 In some such embodiments, structural strength of the inner core 324 during the machining operations on the sheathed core 310 what the risk of breakage, cracking and / or other damage to the inner core 324 further reduced. Thus, the sheathed core simplifies 310 the shaping of the inner core 324 again, so that the passage wall features 98 integral with the internal passage 82 be formed while problems related to the breakage sensitivity of the inner core 324 be reduced or eliminated.

Unter Bezugnahme auf 914 werden in abgewandelten Ausführungsformen auch andere Formen der ausgesparten Merkmale 334 verwendet, um eine Gestalt der Außenfläche 332 zu definieren, obwohl die veranschaulichten Ausführungsformen ausgesparte Merkmale 334 zeigen, die in der Außenfläche 332 ausschließlich als die Nuten 350 und die Aussparungen 352 und 354 ausgebildet sind, um eine Gestalt der Durchgangswandmerkmale 98 zu definieren. Beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, erstreckt sich in manchen (nicht gezeigten) Ausführungsformen wenigstens ein ausgespartes Merkmal 334 zumindest zum Teil in Längsrichtung und/oder schräg entlang des inneren Kerns 324. In einem weiteren Beispiel, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, ist in einigen (nicht gezeigten) Ausführungsformen, wenigstens ein ausgespartes Merkmal 334 ein Krater, der in der Außenfläche 332 definiert ist, um ein entsprechendes Durchgangswandmerkmal 98 zu bilden, das eine Stehbolzenform aufweist. In einem weiteren Beispiel, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, ist in manchen (nicht gezeigten) Ausführungsformen wenigstens ein ausgespartes Merkmal 334 in dem inneren Kern 324 definiert, um wenigstens ein Durchgangswandmerkmal als einen scharfkantigen Wulst, einen stumpfkantigen Wulst, eine gezogene Nut oder eine Luftschlitzstruktur zu definieren. In abgewandelten Ausführungsformen wird eine beliebige geeignete Form des inneren Kerns 324 verwendet, um eine entsprechende Gestalt der Durchgangswandmerkmale 98 zu definieren, die es dem internen Durchgang 82 erlaubt, seine angestrebte Funktion zu erfüllen. Obwohl die veranschaulichten Ausführungsformen jede Ausführungsform des inneren Kerns 324 als die ausgesparten Merkmale 334 einer sich im Wesentlichen identisch wiederholenden Gestalt aufweisend zeigen, sollte es weiter verständlich sein, dass der innere Kern 324 eine beliebige geeignete Kombination von unterschiedlich gestalteten ausgesparten Merkmalen 334 aufweist, die dem inneren Kern 324 erlaubt, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen.With reference to 9 - 14 In modified embodiments, other forms of the recessed features 334 used to shape the outside surface 332 although the illustrated embodiments have recessed features 334 show in the outer surface 332 exclusively as the grooves 350 and the recesses 352 and 354 are formed to a shape of the passage wall features 98 define. For example, but not limited to, at least one recessed feature extends in some embodiments (not shown) 334 at least in part in the longitudinal direction and / or obliquely along the inner core 324 , In another example, but without wishing to be limited thereto, in some embodiments (not shown), at least one recessed feature 334 a crater in the outer surface 332 is defined to be a corresponding one Passage wall feature 98 to form, which has a stud shape. In another example, but without wishing to be limited thereto, in some embodiments (not shown), at least one recessed feature is included 334 in the inner core 324 defined to define at least one passage wall feature as a sharp-edged bead, a truncated-edged bead, a drawn groove, or a louver structure. In modified embodiments, any suitable shape of the inner core will be used 324 used to a corresponding shape of the passage wall features 98 to define it's internal passage 82 allowed to fulfill its intended function. Although the illustrated embodiments are each embodiment of the inner core 324 as the recessed features 334 show a substantially identical repetitive shape, it should be further understood that the inner core 324 any suitable combination of differently designed recessed features 334 that is the inner core 324 allows to fulfill the function described here.

Ein exemplarisches Verfahren 1500 zum Formen einer Komponente, beispielsweise der Komponente 80, die einen darin gebildeten internen Durchgang wie den internen Durchgang 82 aufweist, ist in einem Flussdiagramm in 15 und 16 veranschaulicht. Auch bezugnehmend auf 114 umfasst das beispielhafte Verfahren 1500 ein Positionieren 1502 eines ummantelten Kerns, z.B. des ummantelten Kerns 310, in Bezug auf eine Gussform, z.B. die Gussform 300. Die Gussform definiert darin einen Hohlraum, z.B. den Gussformhohlraum 304. Der ummantelte Kern weist eine hohle Struktur auf, z.B. die hohle Struktur 320, die zumindest teilweise durch einen Additiv-Herstellungsprozess ausgebildet ist. Der ummantelte Kern weist ferner einen inneren Kern, z.B. den inneren Kern 324, auf, der innerhalb der hohlen Struktur angeordnet ist. Weiter umfasst das Verfahren 1500 ein Einbringen 1504 eines Komponentenmaterials, z.B. des Komponentenmaterial 78, in einem geschmolzenen Zustand in den Hohlraum und ein Kühlen 1506 des Komponentenmaterials in dem Hohlraum, um die Komponente zu formen. Der innere Kern wird positioniert, um den internen Durchgang in der Komponente zu definieren.An exemplary procedure 1500 for molding a component, for example the component 80 having an internal passage formed therein like the internal passage 82 is in a flowchart in FIG 15 and 16 illustrated. Also referring to 1 - 14 includes the exemplary method 1500 a positioning 1502 a sheathed core, eg the sheathed core 310 , in relation to a casting mold, eg the casting mold 300 , The mold defines therein a cavity, eg the mold cavity 304 , The sheathed core has a hollow structure, eg the hollow structure 320 that is at least partially formed by an additive manufacturing process. The sheathed core further includes an inner core, eg, the inner core 324 , which is located inside the hollow structure. Further, the method includes 1500 an introduction 1504 a component material, eg the component material 78 , in a molten state in the cavity and a cooling 1506 of the component material in the cavity to form the component. The inner core is positioned to define the internal passageway in the component.

In speziellen Ausführungsformen beinhaltet der Schritt des Positionierens 1502 des ummantelten Kerns ein Positionieren 1508 des ummantelten Kerns, der die hohle Struktur aufweist, die unter Verwendung wenigstens eines unmittelbaren Metalllaserschmelz(DMLM)-Verfahrens, eines unmittelbaren Metalllasersinter(Direct Metal Laser Sintering, DMLS)-Verfahrens und/oder eines selektiven Lasersinter(Selective Laser Sintering, SLS)-Verfahren ausgebildet ist. Zusätzlich oder alternativ beinhaltet der Schritt des Positionierens 1502 des ummantelten Kerns ein Positionieren 1510 des ummantelten Kerns, der die hohle Struktur aufweist, die aus einem ersten Material, z.B. dem ersten Material 322, ausgebildet ist, das zumindest teilweise durch wenigstens eine Nickelbasissuperlegierung, eine kobaltbasierte Superlegierung, eine eisenbasierte Legierung, eine titanbasierte Legierung und/oder eine platinbasierte Superlegierung absorbierbar ist. Zusätzlich oder alternativ beinhaltet der Schritt des Positionierens 1502 des ummantelten Kerns ein Positionieren 1512 des ummantelten Kerns, der den inneren Kern aufweist, der wenigstens aus Siliziumoxid, Aluminiumoxid und/oder Mullit geformt ist.In particular embodiments, the step of positioning includes 1502 positioning of the sheathed core 1508 of the sheathed core having the hollow structure formed using at least one direct metal laser melt (DMLM) method, direct metal laser sintering (DMLS) method and / or selective laser sintering (SLS), Method is formed. Additionally or alternatively, the step of positioning includes 1502 positioning of the sheathed core 1510 of the sheathed core having the hollow structure made of a first material, eg the first material 322 , which is at least partially absorbable by at least one nickel-base superalloy, a cobalt-based superalloy, an iron-based alloy, a titanium-based alloy, and / or a platinum-based superalloy. Additionally or alternatively, the step of positioning includes 1502 positioning of the sheathed core 1512 of the sheathed core having the inner core formed of at least one of silica, alumina and mullite.

In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Schritt des Positionierens 1502 des ummantelten Kerns ein Positionieren 1514 des ummantelten Kerns, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser von wenigstens etwa 25 definiert. Zusätzlich oder alternativ beinhaltet der Schritt des Positionierens 1502 des ummantelten Kerns ein Positionieren 1516 des ummantelten Kerns, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser von wenigstens etwa 60 definiert. Zusätzlich oder alternativ beinhaltet der Schritt des Positionierens 1502 des ummantelten Kerns ein Positionieren 1518 des ummantelten Kerns, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser von wenigstens etwa 70 definiert. Zusätzlich oder alternativ beinhaltet der Schritt des Positionierens 1502 des ummantelten Kerns ein Positionieren 1520 des ummantelten Kerns, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser von wenigstens etwa 80 definiert.In some embodiments, the positioning step includes 1502 positioning of the sheathed core 1514 of the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to a diameter of at least about 25. Additionally or alternatively, the step of positioning includes 1502 positioning of the sheathed core 1516 of the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to a diameter of at least about 60. Additionally or alternatively, the step of positioning includes 1502 positioning of the sheathed core 1518 of the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to a diameter of at least about 70. Additionally or alternatively, the step of positioning includes 1502 positioning of the sheathed core 1520 of the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to a diameter of at least about 80.

In speziellen Ausführungsformen beinhaltet der Schritt des Positionierens 1502 des ummantelten Kerns ein Positionieren 1522 des ummantelten Kerns, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 1,2 definiert. Zusätzlich oder alternativ beinhaltet der Schritt des Positionierens 1502 des ummantelten Kerns ein Positionieren 1524 des ummantelten Kerns, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 3 definiert. Zusätzlich oder alternativ beinhaltet der Schritt des Positionierens 1502 des ummantelten Kerns ein Positionieren 1526 des ummantelten Kerns, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 6 definiert.In particular embodiments, the step of positioning includes 1502 positioning of the sheathed core 1522 of the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to an end separation distance of at least about 1.2. Additionally or alternatively, the step of positioning includes 1502 positioning of the sheathed core 1524 of the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to an end separation distance of at least about 3. Additionally or alternatively, the step of positioning includes 1502 positioning of the sheathed core 1526 of the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to an end separation distance of at least about 6.

In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Schritt des Positionierens 1502 des ummantelten Kerns ein Positionieren 1528 des ummantelten Kerns, der wenigstens einen Abschnitt des inneren Kerns aufweist, der einen Querschnitt definiert, wobei der Querschnitt ein Verhältnis eines Umfangs im Quadrat zu einer Fläche von wenigstens etwa 40 definiert. Zusätzlich oder alternativ beinhaltet der Schritt des Positionierens 1502 des ummantelten Kerns ein Positionieren 1530 des ummantelten Kerns, der wenigstens einen Abschnitt des inneren Kerns aufweist, der einen Querschnitt definiert, wobei der Querschnitt ein Verhältnis eines Umfangs im Quadrat zu einer Fläche von wenigstens etwa 80 definiert.In some embodiments, the positioning step includes 1502 positioning of the sheathed core 1528 the sheathed core having at least a portion of the inner core, defining a cross-section, wherein the cross-section defines a ratio of a perimeter squared to an area of at least about 40. Additionally or alternatively, the step of positioning includes 1502 positioning of the sheathed core 1530 of the sheathed core having at least a portion of the inner core defining a cross section, the cross section defining a ratio of a perimeter squared to an area of at least about 80.

In speziellen Ausführungsformen beinhaltet der Schritt des Positionierens 1502 des ummantelten Kerns ein Positionieren 1532 des ummantelten Kerns, der die hohle Struktur aufweist, die mehrere im Wesentlichen lineare Segmente definiert, z.B. die linearen Segmente 374, die in Reihe verbunden sind. Zusätzlich oder alternativ beinhaltet der Schritt des Positionierens 1502 des ummantelten Kerns ein Positionieren 1534 des ummantelten Kerns, der die hohle Struktur aufweist, die mehrere im Wesentlichen lineare Segmente definiert, z.B. die linearen Segmente 374, die mit mehreren gekrümmten Segmenten in Reihe verbunden sind, z.B. mit den gekrümmten Segmenten 378. Zusätzlich oder alternativ beinhaltet der Schritt des Positionierens 1502 des ummantelten Kerns ein Positionieren 1536 des ummantelten Kerns, der wenigstens einen Abschnitt der hohlen Struktur aufweist, die eine im Wesentlichen spiralförmige Gestalt definiert, z.B. die spiralförmige Gestalt 382.In particular embodiments, the step of positioning includes 1502 positioning of the sheathed core 1532 of the sheathed core having the hollow structure defining a plurality of substantially linear segments, eg, the linear segments 374 which are connected in series. Additionally or alternatively, the step of positioning includes 1502 positioning of the sheathed core 1534 of the sheathed core having the hollow structure defining a plurality of substantially linear segments, eg, the linear segments 374 which are connected in series with a plurality of curved segments, eg with the curved segments 378 , Additionally or alternatively, the step of positioning includes 1502 positioning of the sheathed core 1536 the sheathed core having at least a portion of the hollow structure defining a substantially helical shape, eg, the helical shape 382 ,

Der oben beschriebene ummantelte Kern ermöglicht ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung zumindest einiger Komponenten, die darin gebildete interne Durchgänge aufweisen, während Probleme der Bruchempfindlichkeit im Zusammenhang mit dem Kern verringert oder beseitigt sind. Insbesondere weist der ummantelte Kern den inneren Kern auf, der im Inneren des Gussformhohlraums positioniert wird, um die Position des internen Durchgangs in der Komponente zu definieren, und weist außerdem die hohle Struktur auf, in deren Inneren der innere Kern angeordnet ist. Die hohle Struktur wird zumindest teilweise durch einen Additiv-Herstellungsprozess geformt. Insbesondere, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, ermöglichen der ummantelte Kern und hier beschriebene Verfahren unter Verwendung eines einzigen integrierten Formungsvorgangs eine zuverlässige und wiederholbare Bildung interner Durchgänge, die wenigstens eine und möglicherweise sämtliche drei Eigenschaften eines großen Verhältnisses einer Länge zu einem Durchmesser, einer im Wesentlichen nicht linearen Gestalt und eines komplizierten Querschnittsumfangs definieren. Außerdem ist die hohle Struktur insbesondere aus einem Material ausgebildet, das zumindest teilweise durch das geschmolzen Komponentenmaterial absorbierbar ist, das in den Gussformhohlraum eingebracht wird, um die Komponente zu formen. Somit beeinträchtigt die Verwendung der hohlen Struktur die strukturellen oder Leistungsmerkmale des Bauteils nicht und behindert nicht die spätere Entfernung des inneren Kernmaterials von dem Bauteil, um den internen Durchgang zu bilden. The sheathed core described above provides a low cost method of making at least some components having internal passages formed therein while reducing or eliminating core-related fracture sensitivity problems. In particular, the sheathed core has the inner core positioned inside the mold cavity to define the position of the internal passage in the component, and also has the hollow structure inside which the inner core is disposed. The hollow structure is at least partially formed by an additive manufacturing process. In particular, but without intending to be limited thereto, the encased core and methods described herein, using a single integrated molding process, enable reliable and repeatable formation of internal vias having at least one and possibly all three properties of a large ratio of length to diameter define substantially non-linear shape and a complicated cross-sectional circumference. In addition, the hollow structure is particularly formed of a material that is at least partially absorbable by the molten component material that is introduced into the mold cavity to form the component. Thus, the use of the hollow structure does not affect the structural or performance characteristics of the component and does not hinder the subsequent removal of the inner core material from the component to form the internal passageway.

Zusätzlich ermöglicht der hier beschriebene ummantelte Kern ein kostengünstiges und hochgenaues Verfahren zur einstückigen Ausbildung von Durchgangswandmerkmalen in dem internen Durchgang. Speziell verstärkt die hohle Struktur in einigen Ausführungsformen den inneren Kern, so dass eine Gefahr eines Reißens des inneren Kerns in der Nähe von Spannungskonzentrationen, die einer komplementären Geometrie der Merkmalsformung des inneren Kerns zugeordnet sind, verringert wird. Zusätzlich oder alternativ ermöglicht die Fähigkeit der Vorgestaltung der hohlen Struktur, um den inneren Kern zu definieren, ein Hinzufügen von komplementären Merkmalen zu dem inneren Kern ohne eine spanabhebende Bearbeitung des inneren Kerns, so dass eine Gefahr des Reißens oder der Beschädigung des Kerns vermieden ist. In addition, the sheathed core described herein enables a low cost and high accuracy method of integrally forming via wall features in the internal passageway. Specifically, in some embodiments, the hollow structure enhances the inner core such that a risk of tearing of the inner core near stress concentrations associated with a complementary geometry of feature-shaping the inner core is reduced. Additionally or alternatively, the ability of preforming the hollow structure to define the inner core allows for adding complimentary features to the inner core without machining the inner core so as to avoid the risk of tearing or damage to the core.

Ein beispielhafter technischer Effekt der hier beschriebenen Verfahren, Systeme und Einrichtungen beinhaltet wenigstens eines von folgendem: (a) Verringern oder Eliminieren von Bruchgefahren im Zusammenhang mit der Ausbildung, Handhabung, Beförderung und/oder Lagerung des Kerns, der bei dem Formen einer Komponente genutzt wird, die einen darin gebildeten internen Durchgang aufweist; (b) zuverlässiges und wiederholbares Formen von Komponenten, die interne Durchgänge aufweisen, die unter Verwendung eines einzigen integralen Vorgangs zur Bildung wenigstens einer und möglicherweise sämtlicher drei Eigenschaften eines großen Verhältnisses einer Länge zu einem Durchmesser, einer im Wesentlichen nicht linearen Gestalt und eines komplizierten Querschnittsumfangs aufweisen; und (c) Verringern oder Beseitigen von Bruchproblemen im Zusammenhang mit Merkmalen des Kerns, die Durchgangswandmerkmale komplementär in der Komponente definieren. An exemplary technical effect of the methods, systems, and devices described herein includes at least one of the following: (a) reducing or eliminating fracture hazards associated with the formation, handling, transport, and / or storage of the core used in forming a component having an internal passage formed therein; (b) reliable and repeatable molding of components having internal vias formed using a single integral process to form at least one and possibly all three properties of a large ratio of length to diameter, substantially non-linear shape, and complicated cross-sectional perimeter exhibit; and (c) reducing or eliminating breakage problems associated with features of the core that define via wall features complementary in the component.

Vorstehend sind im Einzelnen Ausführungsformen ummantelter Kerne beschrieben. Die ummantelten Kerne und die Verfahren und Systeme, die derartige ummantelte Kerne verwenden, sind nicht auf die hierin unterbreiteten speziellen Ausführungsformen beschränkt, vielmehr können Teile von Systemen und/oder Schritte der Verfahren unabhängig und getrennt von hier beschriebenen weiteren Komponenten und/oder Schritten genutzt werden. Beispielsweise können die Ausführungsformen in Verbindung mit vielen sonstigen Anwendungen genutzt werden, die gegenwärtig dazu eingerichtet sind, in Gussformanordnungen Kerne zu verwenden. In the above, embodiments of coated cores are described in detail. The sheathed cores and the methods and systems using such sheathed cores are not limited to the specific embodiments presented herein, but portions of systems and / or steps of the methods may be utilized independently and separately from other components and / or steps described herein , For example, the embodiments may be used in conjunction with many other applications that are currently configured to use cores in mold assemblies.

Obwohl spezielle Merkmale unterschiedlicher Ausführungsformen der Beschreibung in einigen Zeichnungen gezeigt sein können und in anderen nicht, dient dies lediglich der vereinfachten Darstellung. Gemäß den Grundzügen der Beschreibung kann jedes Merkmal einer Zeichnung in Kombination mit jedem beliebigen Merkmal jeder der übrigen Zeichnungen in Bezug genommen und/oder beansprucht werden. Although particular features of different embodiments of the description may be shown in some drawings and not in others, this is for convenience of illustration only. In accordance with the principles of the description, each feature of a drawing may be referenced and / or claimed in combination with any feature of any of the remaining drawings.

Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Ausführungsformen zu beschreiben, die die beste Ausführungsart beinhalten, und außerdem jedem Fachmann zu ermöglichen, die Ausführungsformen zu verwirklichen, einschließlich beliebige Vorrichtungen und Systeme herzustellen und zu nutzen, und beliebige damit verbundene Verfahren durchzuführen. Der patentfähige Schutzumfang der Beschreibung ist durch die Ansprüche definiert und kann andere dem Fachmann in den Sinn kommende Beispiele umfassen. Solche anderen Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, falls sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder falls sie äquivalente strukturelle Elemente enthalten, die nur unwesentlich von dem Wortsinn der Ansprüche abweichen. This written description uses examples to describe the embodiments that include the best mode and also to enable any person skilled in the art to make the embodiments, including making and using any devices and systems, and to carry out any associated methods. The patentable scope of the description is defined by the claims, and may include other examples of skill in the art. Such other examples are intended to be within the scope of the claims if they have structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or if they include equivalent structural elements that differ only slightly from the literal language of the claims.

Geschaffen ist ein Verfahren 1500 zum Formen einer Komponente 80, die einen darin gebildeten internen Durchgang 82 aufweist. Das Verfahren umfasst ein Positionieren 1502 eines ummantelten Kerns 310 in Bezug auf eine Gussform 300. Der ummantelte Kern weist eine hohle Struktur 320, die zumindest teilweise durch einen Additiv-Herstellungsprozess ausgebildet ist, und einen inneren Kern 324 auf, der innerhalb der hohlen Struktur angeordnet ist. Das Verfahren umfasst ferner ein Einbringen 1504 eines Komponentenmaterials 78 in einem geschmolzenen Zustand in einen Hohlraum 304 der Gussform und ein Kühlen 1506 des Komponentenmaterials in dem Hohlraum, um die Komponente zu formen. Der innere Kern wird positioniert, um den internen Durchgang in der Komponente zu definieren. BEZUGSZEICHENLISTE: 10 Rotationsmaschine 12 Ansaugabschnitt 14 Verdichterabschnitt 16 Brennkammerabschnitt 18 Turbinenabschnitt 20 Auslassabschnitt 22 Rotorwelle 24 Brenner 36 Gehäuse 40 Verdichterlaufschaufeln 42 Verdichterstatorleitschaufeln 70 Laufschaufel 72 Turbinenstatorleitschaufeln 74 Druckseite 76 Saugseite 78 Geschmolzenes Komponentenmaterial 80 Komponente 82 Interner Durchgang 84 Anströmkante 86 Abströmkante 88 Fußende 89 Achse 90 Gegenüberliegendes Spitzenende 92 Konstanter Abstandswert 94 Konstanter Abstandswert 96 Laufschaufellänge 98 Durchgangswandmerkmal 100 Innere Wand (einer Komponente) 102 Merkmalhöhe 104 Merkmalbreite 110 Verlängerte Ränder 300 Gussform 301 Gussformanordnung 302 Innere Wand (der Gussform) 304 Gussformhohlraum 306 Gussformmaterial 310 Ummantelter Kern 312 Spitzenabschnitt 314 Spitzenabschnitt 315 Bereich 316 Fußabschnitt 318 Fußabschnitt 320 Hohle Struktur 322 Erstes Material 324 Innerer Kern 326 Inneres Kernmaterial 328 Wandstärke 330 Charakteristische Breite 332 Außenfläche 334 Ausgespartes Merkmal 336 Nutentiefe 338 Nutenbreite 340 Einkerbung 342 Tiefe 346 Verlängerte Seiten 348 Öffnung 350 Nut 352 Aussparung 354 Aussparung 360 Innerer Abschnitt 362 Erstes Ende 364 Zweites Ende 366 Schicht 367 Schicht 368 Schicht 370 Endentrennungsabstand 372 Länge 374 Lineare Segmente 376 Entsprechende Winkel 378 Gekrümmte Segmente 380 Äußere Wand 382 Spiralförmige Gestalt 1500 Verfahren 1502 Schritt des Positionierens 1504 Einbringen 1506 Kühlen 1508 Positionieren 1510 Positionieren 1512 Positionieren 1514 Positionieren 1516 Positionieren 1518 Positionieren 1520 Positionieren 1522 Positionieren 1524 Positionieren 1526 Positionieren 1528 Positionieren 1530 Positionieren 1532 Positionieren 1534 Positionieren 1536 Positionieren Created is a procedure 1500 for molding a component 80 having an internal passage formed therein 82 having. The method includes positioning 1502 a sheathed core 310 in terms of a mold 300 , The sheathed core has a hollow structure 320 at least partially formed by an additive manufacturing process, and an inner core 324 placed inside the hollow structure. The method further comprises an introduction 1504 a component material 78 in a molten state into a cavity 304 the mold and a cooling 1506 of the component material in the cavity to form the component. The inner core is positioned to define the internal passageway in the component. LIST OF REFERENCE NUMBERS: 10 rotary engine 12 suction 14 compressor section 16 combustor section 18 turbine section 20 outlet 22 rotor shaft 24 burner 36 casing 40 Compressor blades 42 Verdichterstatorleitschaufeln 70 blade 72 Turbinenstatorleitschaufeln 74 pressure side 76 suction 78 Molten component material 80 component 82 Internal passage 84 leading edge 86 trailing edge 88 foot 89 axis 90 Opposite top end 92 Constant distance value 94 Constant distance value 96 Blade length 98 Passage wall feature 100 Inner wall (one component) 102 feature height 104 feature width 110 Extended edges 300 mold 301 Mold arrangement 302 Inner wall (the mold) 304 Mold cavity 306. Mold material 310 Sheathed core 312 tip portion 314 tip portion 315 Area 316 foot section 318 foot section 320 Hollow structure 322 First material 324 Inner core 326 Inner core material 328 Wall thickness 330 Characteristic width 332 outer surface 334 Outsourced feature 336 groove depth 338 groove width 340 notch 342 depth 346 Extended pages 348 opening 350 groove 352 recess 354 recess 360 Inner section 362 First end 364 Second end 366 layer 367 layer 368 layer 370 End separation distance 372 length 374 Linear segments 376 Corresponding angles 378 Curved segments 380 Outer wall 382 Spiral shape 1500 method 1502 Step of positioning 1504 bring 1506 Cool 1508 positioning 1510 positioning 1512 positioning 1514 positioning 1516 positioning 1518 positioning 1520 positioning 1522 positioning 1524 positioning 1526 positioning 1528 positioning 1530 positioning 1532 positioning 1534 positioning 1536 positioning

Claims (10)

Verfahren (1500) zum Formen einer Komponente (80), die einen darin gebildeten internen Durchgang (82) aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Positionieren (1502) eines ummantelten Kerns (310) in Bezug auf eine Gussform (300), wobei der ummantelte Kern aufweist: eine hohle Struktur (320), die zumindest teilweise durch einen Additiv-Herstellungsprozess gebildet ist; und einen inneren Kern (324), der innerhalb der hohlen Struktur angeordnet ist; Einbringen (1504) eines Komponentenmaterials (78) in einem geschmolzenen Zustand in einen Hohlraum (304) der Gussform; und Kühlen (1506) des Komponentenmaterials in dem Hohlraum, um die Komponente zu formen, wobei der innere Kern den internen Durchgang in der Komponente bildet.Procedure ( 1500 ) for molding a component ( 80 ) having an internal passage formed therein ( 82 ), the method comprising: positioning ( 1502 ) of a sheathed core ( 310 ) with respect to a casting mold ( 300 ), wherein the sheathed core comprises: a hollow structure ( 320 ) formed at least in part by an additive manufacturing process; and an inner core ( 324 ) disposed within the hollow structure; Introduction ( 1504 ) of a component material ( 78 ) in a molten state into a cavity ( 304 ) of the mold; and cooling ( 1506 ) of the component material in the cavity to form the component, the inner core forming the internal passage in the component. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Positionieren (1502) des ummantelten Kerns ein Positionieren (1508) des ummantelten Kerns beinhaltet, der die hohle Struktur aufweist, die unter Verwendung eines unmittelbaren Metalllaserschmelzverfahrens (DMLM-Verfahren) und/oder eines unmittelbaren Metalllasersinterverfahrens (DMLS-Verfahren) und/oder eines selektiven Lasersinterverfahrens (SLS-Verfahren) ausgebildet ist.Method according to claim 1, wherein the positioning ( 1502 ) of the sheathed core positioning ( 1508 ) of the sheathed core having the hollow structure formed using a direct metal laser melting method (DMLM method) and / or a direct metal laser sintering method (DMLS method) and / or a selective laser sintering method (SLS method). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Positionieren (1502) des ummantelten Kerns ein Positionieren (1514) des ummantelten Kerns beinhaltet, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser von wenigstens etwa 25 definiert.Method according to claim 1 or 2, wherein the positioning ( 1502 ) of the sheathed core positioning ( 1514 ) of the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to a diameter of at least about 25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Positionieren (1502) des ummantelten Kerns ein Positionieren (1522) des ummantelten Kerns beinhaltet, der den inneren Kern aufweist, der ein Verhältnis einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 1,2 definiert. Method according to one of the preceding claims, wherein the positioning ( 1502 ) of the sheathed core positioning ( 1522 ) of the sheathed core having the inner core defining a ratio of a length to an end separation distance of at least about 1.2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Positionieren (1502) des ummantelten Kerns ein Positionieren (1528) des ummantelten Kerns beinhaltet, der wenigstens einen Abschnitt des inneren Kerns aufweist, der einen Querschnitt definiert, wobei der Querschnitt ein Verhältnis eines Umfangs im Quadrat zu einer Fläche von wenigstens etwa 40 definiert.Method according to one of the preceding claims, wherein the positioning ( 1502 ) of the sheathed core positioning ( 1528 ) of the sheathed core having at least a portion of the inner core defining a cross section, the cross section defining a ratio of a perimeter squared to an area of at least about 40. Gussformanordnung (301) zur Verwendung bei dem Formen einer Komponente (80), die einen darin gebildeten internen Durchgang (82) aufweist, wobei die Gussformanordnung enthält: eine Gussform (300), die darin einen Gussformhohlraum (304) bildet; und einen ummantelten Kern (310), der in Bezug auf die Gussform positioniert ist, wobei der ummantelte Kern aufweist: eine hohle Struktur (320), die zumindest teilweise durch einen Additiv-Herstellungsprozess ausgebildet ist; und einen inneren Kern (324), der in der hohlen Struktur angeordnet ist und der positioniert ist, um den internen Durchgang in der Komponente zu definieren, wenn ein Komponentenmaterial (78) in einem geschmolzenen Zustand in den Hohlraum eingebracht und gekühlt wird, um die Komponente zu bilden.Casting arrangement ( 301 ) for use in molding a component ( 80 ) having an internal passage formed therein ( 82 ), wherein the mold assembly includes: a mold ( 300 ) having therein a mold cavity ( 304 ) forms; and a sheathed core ( 310 ) positioned with respect to the mold, the encased core comprising: a hollow structure ( 320 ) formed at least in part by an additive manufacturing process; and an inner core ( 324 ) positioned in the hollow structure and positioned to define the internal passage in the component when a component material ( 78 ) is introduced into the cavity in a molten state and cooled to form the component. Gussformanordnung nach Anspruch 6, wobei die hohle Struktur aus einem ersten Material (322) geformt ist, das zumindest teilweise durch wenigstens eine Nickelbasissuperlegierung und/oder eine kobaltbasierte Superlegierung und/oder eine eisenbasierte Legierung und/oder eine titanbasierte Legierung und/oder eine platinbasierte Superlegierung absorbierbar ist.A mold assembly according to claim 6, wherein the hollow structure is made of a first material ( 322 ) which is at least partially absorbable by at least one nickel-base superalloy and / or a cobalt-based superalloy and / or an iron-based alloy and / or a titanium-based alloy and / or a platinum-based superalloy. Gussformanordnung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der innere Kern ein Verhältnis einer Länge zu einem Durchmesser von wenigstens etwa 25 definiert.The mold assembly of claim 6 or 7, wherein the inner core defines a ratio of a length to a diameter of at least about 25. Gussformanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der innere Kern ein Verhältnis einer Länge zu einem Endentrennungsabstand von wenigstens etwa 1,2 definiert. The mold assembly of any one of claims 6 to 8, wherein the inner core defines a ratio of a length to an end separation distance of at least about 1.2. Gussformanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei wenigstens ein Abschnitt des inneren Kerns einen Querschnitt definiert, wobei der Querschnitt ein Verhältnis eines Umfangs im Quadrat zu einer Fläche von wenigstens etwa 40 definiert.The mold assembly of any one of claims 6 to 9, wherein at least a portion of the inner core defines a cross-section, the cross-section defining a ratio of a perimeter squared to an area of at least about 40.
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